Uma análise recente do CAS content collection mostra um aumento notável no número de artigos de pesquisa e patentes relacionados a materiais que mudam de forma desde o final da década de 1980, com mais de 40% dessas publicações originadas de pesquisadores da China, aproximadamente 25% dos EUA e Japão, além da Coreia do Sul, que também aparece como uma grande contribuidora.
Embora os materiais que mudam de forma existam há décadas (você pode até ter brincado com uma forma simples quando criança), os cientistas descobriram recentemente inúmeros novos materiais e combinações de materiais que exibem propriedades de mudança de forma com aplicações potenciais na manufatura, eletrônica, medicina, dentre outras.
No CAS, nossos cientistas indexam uma extensa gama de pesquisas de materiais que mudam de forma e, ao mesmo tempo, fazem a curadoria da maior coleção do mundo de insights químicos. Nesta postagem do blog, exploramos o que há de mais moderno em materiais que mudam de forma e mostramos como nossa visão panorâmica do cenário de pesquisa pode ajudar cientistas de várias disciplinas e setores a fazer conexões para impulsionar a inovação em tecnologias emergentes.
Um futuro brilhante para os polímeros que mudam de forma
Polímeros que mudam de forma, um dos materiais dessa natureza mais estudados, podem mudar de forma quando expostos a estímulos externos, como calor, luz, umidade, pH, solvente, magnetismo, resposta elétrica ou tensão/compressão. Embora esses materiais tenham valor comprovado em várias aplicações, incluindo embalagens termorretráteis ou tubos termorretráteis usados em conectores elétricos, seu uso ficou limitado pela permanência de sua transformação.
Materiais que combinam polímeros com elastômeros de cristal líquido termicamente responsivos (LCEs) podem mudar de forma e voltar à forma anterior de acordo com a temperatura aplicada. Os LCEs imbuídos com azobenzeno tornam-se responsivos à luz devido à troca entre isômeros trans- e cis- em diferentes comprimentos de onda de luz. Por exemplo, pesquisadores da Universidade do Colorado recentemente publicaram um trabalho sobre um “material de mudança de forma totalmente reversível”, que pode se transformar em uma forma complexa quando exposto a estímulos de luz e temperatura.
Ao combinar materiais que mudam de forma com fibras de carbono ou cargas magnéticas, os cientistas também podem ajustar, acelerar ou obter mais controle sobre as propriedades do material. Em um exemplo recente, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts incorporaram um material polimérico com micropartículas ferromagnéticas para “permitir transformações rápidas entre formas 3D complexas por meio de atuação magnética”. Esses multimateriais novos e empolgantes ultrapassarão os limites do que pode ser alcançado com tecnologias de mudança de forma.
Em um podcast recente da Composites Weekly, discutimos alguns dos novos desenvolvimentos mais empolgantes em materiais que mudam de forma, incluindo o que foi chamado de impressão 4D ou estruturas que evoluem no tempo. Essa tecnologia permite transformações sequenciais da forma misturando e combinando diferentes materiais para introduzir o elemento de tempo de resposta.
Superando os desafios da inovação em tecnologias emergentes
Para organizações interessadas em alavancar tecnologias de mudança de forma, encontrar as informações mais recentes não é tão simples quanto parece. Novos desenvolvimentos em tecnologias emergentes são muitas vezes o resultado de contribuições de pesquisa de muitas disciplinas científicas diferentes e o uso de terminologia inconsistente em artigos de periódicos e patentes apresenta um desafio.
Aqueles que procuram informações sobre o assunto devem considerar todas as diversas maneiras pelas quais a tecnologia é descrita. Para materiais que mudam de forma, termos como memória de forma, mudança de forma, morphing (metamorfose) e, mais recentemente, materiais inteligentes, podem ser relevantes para seu interesse particular. A terminologia padronizada adicionada pelos cientistas do CAS, um dos benefícios de usar uma fonte de dados com curadoria humana, facilita a localização de informações abrangentes sobre tecnologias emergentes.
As barreiras linguísticas são um desafio adicional. No caso de materiais que mudam de forma, muitos dos principais desenvolvimentos são publicados primeiro em periódicos e patentes chineses, japoneses ou coreanos, dificultando a localização e avaliação de pessoas que não são fluentes nesses idiomas. Os cientistas do CAS, que falam mais de 50 idiomas, fornecem um título e resumo em inglês para cada publicação, a fim de garantir o acesso global a essas informações críticas.
A coleção de conteúdo indexado intelectualmente do CAS, combinada com soluções de informação, como o SciFindern, ajuda seus pesquisadores a obter uma visão abrangente da pesquisa de materiais que mudam de forma, desde as primeiras publicações seminais até as descobertas mais recentes, permitindo inovação em disciplinas e terminologias. Sua organização tem os recursos de informação necessários para se manter atualizada, descobrir tendências globais e aprender sobre possíveis parceiros de inovação em tecnologias emergentes que impactam seu setor? Saiba como o CAS pode ajudar.
