Material fotomecnico converte luz diretamente em trabalho mecnico

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 25/08/2023

Luz vira trabalho mecnico

Cientistas criaram um material fotomecnico, capaz de transformar a energia da luz em trabalho mecnico, sem a intermediao de calor ou eletricidade.

“Ns cortamos o intermedirio, por assim dizer, e pegamos a energia da luz e a transformamos diretamente em deformao mecnica,” disse o professor Ryan Hayward, da Universidade do Colorado, nos EUA.

Isso gera um mundo de oportunidades para sistemas com elevada eficincia energtica, sem fios e controlados remotamente, nas reas de robtica, aeroespacial e dispositivos biomdicos – imagine um drone voando horas sem precisar descer para recarregar as baterias, alimentado apenas por um feixe de laser.

O material composto de minsculos cristais orgnicos que comeam a dobrar e levantar coisas quando expostos luz, uma alternativa promissora aos atuadores eltricos alimentados por fios, com potencial para controlar ou alimentar robs ou veculos sem fio.

Alm disso, melhorar a eficincia da converso direta da luz em trabalho oferece o potencial de evitar sistemas complicados de gerenciamento trmico, bem como componentes eltricos pesados. “O que empolgante que esses novos atuadores so muito melhores do que os que tnhamos antes. Eles respondem rapidamente, duram muito tempo e podem levantar coisas pesadas,” disse Hayward.

Material fotomecnico

O material fotomecnico feito com matrizes de minsculos cristais orgnicos, incorporados dentro de um material polimrico parecido com uma esponja, devido aos seus orifcios minsculos, na escala dos micrmetros. medida que os cristais crescem dentro dos poros, sua durabilidade e produo de energia aps a exposio luz so significativamente aprimoradas.

A orientao dos cristais permite que eles executem tarefas quando expostos luz, como dobrar ou levantar objetos. Quando o material muda de forma com uma carga anexada, ele opera como um motor ou um atuador e move a carga.

Os cristais podem mover objetos muito maiores do que eles. Por exemplo, uma tira de cristais de 0,02 mg levantou com sucesso uma bola de nilon de 20 mg, ou seja, 10.000 vezes sua prpria massa.

Uma novidade bem-vinda que esses materiais fotomecnicos desenvolvidos agora so muito robustos em comparao com tentativas anteriores, envolvendo slidos cristalinos delicados, que mudam de forma por meio de uma reao fotoqumica, mas trincam muito facilmente. A textura de espuma lhes d flexibilidade e deixa o material facilmente modelvel, o que o torna verstil para uma ampla gama de aplicaes.

Aumentar eficincia

Rumo a essas aplicaes prticas, a equipe pretende a seguir aumentar o controle sobre o movimento do material. Atualmente, ele s pode ir de um estado plano para um estado curvo, dobrando e depois desdobrando.

“Ainda temos um longo caminho a percorrer, principalmente em termos de eficincia, antes que esses materiais possam realmente competir com os atuadores existentes,” disse Hayward. “Mas este estudo um passo importante na direo certa e nos d um roteiro de como podemos chegar l nos prximos anos.”

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