Quando se trata de impressão 3D, a maioria das pessoas pensa em uma tecnologia comumente usada, ou seja, Fused Deposition Modeling (FDM). Este método envolve a extrusão do polímero fundido através de um bocal e a construção do objeto em sucessivas camadas depositadas à medida que o polímero esfria até o estado sólido. Outra técnica, chamada escrita direta com tinta (DIW), também espreme coisas para fora de um bico. Neste caso, porém, o material é uma “tinta” de polímero semelhante a um gel que se transforma em sólido por meio de uma reação química. Comparado ao FDM, o DIW é mais econômico e eficiente em termos energéticos, e os objetos podem ser feitos de mais polímeros.
No entanto, uma desvantagem desta tecnologia é que muitas vezes são necessários catalisadores químicos tóxicos e reticuladores para iniciar e promover a transição de líquido para sólido. Esses produtos químicos não só podem ser prejudiciais aos seres humanos e ao meio ambiente, mas também são adicionados nas etapas pós-impressão, aumentando a duração e a complexidade do processo de produção.
É aí que entra a nova tinta. Ela foi desenvolvida pelo professor Jinhye Bae e colegas da Universidade da Califórnia, em San Diego, e usa uma solução de polímero líquido chamada poli (N-isopropilacrilamida), ou PNIPAM, para abreviar. Materiais funcionais, como nanotubos de carbono ou flocos de grafeno, podem ser misturados ao líquido.
Como o PNIPAM é inicialmente viscoso, pode ser facilmente retirado da agulha com força mínima. Quando a tinta é espremida em uma solução de salmoura de cloreto de cálcio, os íons de sal imediatamente afastam as moléculas de água da tinta, um fenômeno conhecido como "salga". As cadeias de polímero hidrofóbicas (repelentes à água) deixadas na tinta se aglomeram, fazendo com que a tinta se torne sólida instantaneamente. Quaisquer materiais funcionais adicionados também serão bloqueados.
Ao contrário da impressão DIW tradicional, o método de impressão PNIPAM não requer a utilização de quaisquer produtos químicos pós-impressão e pode ser realizado à temperatura ambiente. Além disso, se desejado, os objetos sólidos impressos podem ser posteriormente convertidos em PNIPAM líquido utilizável.
A tecnologia tem sido usada para imprimir placas de circuito que alimentam lâmpadas.
Um artigo sobre a pesquisa, publicado recentemente na revista Nature Communications, também envolveu cientistas da Universidade Hanyang, na Coreia do Sul. Você pode ver no vídeo abaixo que a tinta forma instantaneamente uma bobina sólida.