Estrutura inspirada em tatus enrola-se para proteger eletrônicos ^{CEFR B2}

Investigadores da North Carolina State University desenvolveram o módulo protetor morfo-entrelaçado (MIPM), apelidado de "robo-armadillo", para proteger cargas delicadas como robôs macios e eletrônicos flexíveis. O projeto foi inspirado na carapaça dos tatus e combina estrutura rígida e materiais flexíveis para oferecer proteção ativa.

O MIPM é composto por três camadas complementares:

• um exoesqueleto externo de escamas segmentadas e curvadas, impressas em resina por impressão 3D;
• uma camada intermédia de sensoriamento e atuação, formada por um elastômero de cristal líquido (LCE) que contrai ao aquecer, um sensor de deformação com nanofios de prata, uma fita Kapton que se expande com calor e uma fina camada de tecido condutor que atua como aquecedor;
• um endoesqueleto de papel reforçado, dobrado em cristas, que sustenta uma fila de escamas segmentais rígidas.

Quando o sensor de deformação registra aumento de tensão, ele envia um sinal para a unidade de controlo que ativa o aquecedor. O aquecimento faz o LCE contrair e a fita Kapton expandir; essas mudanças induzem a curvatura das camadas, virando o exoesqueleto para fora e enrolando o MIPM em uma concha protetora. À medida que as camadas se curvam, as escamas segmentais do endoesqueleto se encaixam, formando um esqueleto interno que aumenta a robustez. Em testes de prova de conceito, o sistema detectou deformações e acionou a transformação em concha; acrescentar mais escamas elevou a rigidez e a resistência internas.

Yong Zhu relatou ter encontrado um compromisso entre a segmentação do endoesqueleto e a redução de peso estrutural, exemplificando que 10 escamas segmentais suportaram cerca de 10 newtons. A equipa recebeu propostas de colaboração e pretende continuar a desenvolver tecnologias flexíveis e protetoras. O estudo foi publicado na revista Science Advances com apoio da National Science Foundation e do Department of Defense. Fonte: North Carolina State University.