Notícia com publicação científica
Avanço na impressão 3D com uso de luz abre caminho para dispositivos médicos de última geração
Nova abordagem de impressão 3D utiliza luz em resinas inovadoras que podem produzir objetos formados por partes com diferentes propriedades de resistência e flexibilidade
Divulgação, Universidade do Texas em Austin
1 de julho de 2025, 11:06

Fonte

Christine Sinatra, Universidade do Texas em Austin

Publicação Original

Universidade do Texas em Austin

Áreas

Bioengenharia, Biofísica, Biomateriais, Biomecânica, Ciência dos Materiais, Dispositivos Vestíveis, Engenharia Biomédica, Fotônica, Impressão 3D, Robótica

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Resumo

Novo método de impressão 3D utiliza resina líquida personalizada e um sistema de impressão que usa luz dupla para ativar diferentes reações químicas dependendo da cor da luz utilizada.

Assim, em uma mesma impressão, os pesquisadores conseguiram imprimir um material elástico e também um material rígido e resistente, com uma interface estável e confiável entre eles.

O processo, mais rápido e com melhor resolução do que os processos atuais, tem configuração de impressão relativamente simples, o que torna a tecnologia acessível a pesquisadores, hospitais e educadores.

Foco do Estudo

Desenvolver um novo método de impressão 3D para imprimir objetos com partes de diferentes dureza, resistência e flexibilidade, com áreas de interface estáveis e sem falhas.

Estudo

Inspirados pela forma como a natureza combina dureza, resistência e flexibilidade, pesquisadores da Universidade do Texas em Austin, nos EUA, desenvolveram um novo método de impressão 3D rápido e preciso que combina perfeitamente essas propriedades em um único objeto usando diferentes cores de luz.

Este avanço pode abrir caminho para próteses de próxima geração, dispositivos médicos flexíveis e eletrônicos extensíveis que se movem naturalmente com o corpo, como uma articulação ou ligamento humano. O processo foi descrito em artigo publicado na revista científica Nature Materials.

“Essa abordagem pode tornar a manufatura aditiva mais competitiva para a produção em larga escala em comparação com processos tradicionais como a moldagem por injeção. Tão importante quanto isso, ela abre novas possibilidades de design”, disse Keldy Mason, doutorando no laboratório do professor Zachariah Page. “Isso dá a engenheiros, designers e fabricantes mais liberdade para criar”.

Um dos maiores desafios na criação de objetos com propriedades físicas muito diferentes é que os materiais tendem a falhar na interface.

Para resolver este problema, o novo método de impressão 3D utiliza uma resina líquida personalizada e um sistema de impressão de luz dupla que ativa diferentes reações químicas dependendo da cor da luz utilizada. Ao emitir luz violeta, a resina cura, transformando-se em um material elástico, semelhante à borracha. Mas, em áreas atingidas por luz ultravioleta de alta energia, ela se torna rígida e resistente. O resultado é um objeto com zonas distintas de maciez e dureza, criado em uma única impressão.

O que realmente motivou a mim e ao meu grupo de pesquisa foi observar os materiais na natureza. A natureza faz isso de forma orgânica, combinando materiais duros e macios sem falhas na interface. Queríamos replicar isso

Dr. Zachariah Page, professor de Química na Universidade do Texas em Austin

Resultados

“Construímos uma molécula com ambos os grupos reativos para que nossas duas reações de solidificação pudessem ‘conversar’ na interface”, disse o professor. “Isso nos proporciona uma conexão muito mais forte entre as partes macias e duras, e pode haver uma transição gradual, se desejarmos”, explicou o professor.

A equipe demonstrou o sistema imprimindo uma articulação de joelho pequena, porém funcional, com ligamentos flexíveis e ossos rígidos que se movem suavemente em conjunto.

Os pesquisadores também criaram um protótipo de dispositivo eletrônico extensível com um fio de ouro montado em uma tira que poderia se dobrar e esticar em algumas partes, mas com uma seção mais rígida para evitar a quebra do circuito.

“Honestamente, o que mais me surpreendeu foi o quão bem funcionou na primeira tentativa. Isso quase nunca acontece com resinas de impressão 3D”, disse o Dr. Zachariah Page. “Também ficamos chocados com a diferença nas propriedades. As partes macias esticaram como um elástico e retornaram. As partes duras eram tão resistentes quanto os plásticos usados ​​em produtos de consumo.”

O processo também funciona mais rápido e com melhor resolução do que as abordagens anteriores. E como a configuração da impressora é relativamente simples e acessível, a tecnologia pode se tornar acessível a pesquisadores, hospitais e educadores.

[A tecnologia] poderia ser usada para prototipar modelos cirúrgicos, sensores vestíveis ou até mesmo robôs macios. Há muito potencial aqui.

Dr. Zachariah Page, professor de Química na Universidade do Texas em Austin

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Zachariah Page

Professor de Química na Universidade do Texas em Austin

Keldy Mason

Doutorando no laboratório do professor Zachariah Page

Instituições Citadas

Universidade do Texas em Austin

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a revista científica Nature Materials (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Universidade do Texas em Austin (em inglês).

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