Esta impressora 3D cabe na mão!

Imagine uma impressora 3D portátil que poderia ser segurada na palma da mão. Essa inovação permitira criar rapidamente objetos personalizados e de baixo custo, como fixações para reparar uma roda de bicicleta ou componentes críticos para intervenções médicas. Essa visão futurista está se aproximando da realidade graças aos pesquisadores do MIT e da Universidade do Texas em Austin, que desenvolveram a primeira impressora 3D baseada em um chip.


O dispositivo de demonstração é composto por um único chip fotônico milimétrico, que emite feixes de luz reconfiguráveis em uma resina líquida.

Essa resina endurece instantaneamente quando exposta à luz visível emitida pelo chip. Ao contrário das impressoras 3D tradicionais, o protótipo não possui nenhuma peça móvel. Ele depende de uma rede de minúsculas antenas ópticas para direcionar o feixe de luz com precisão.

Combinando fotônica em silício e fotoquímica, a equipe de pesquisa conseguiu imprimir padrões bidimensionais arbitrários, como as letras "MIT", em poucos segundos. Jelena Notaros, professora do MIT e autora principal do estudo, descreve esta tecnologia como uma reinvenção da impressora 3D: "Este sistema repensa completamente o que é uma impressora 3D. Ela não é mais uma grande caixa sobre uma bancada em um laboratório criando objetos, mas algo portátil. É emocionante pensar nas novas aplicações que poderiam surgir e em como o campo da impressão 3D pode mudar".

Os pesquisadores preveem, no futuro, um sistema onde um chip fotônico colocado no fundo de um poço de resina emitiria um holograma 3D de luz visível, permitindo endurecer um objeto inteiro em uma única etapa. Uma impressora 3D portátil como essa poderia revolucionar muitos campos, especialmente o médico, permitindo a criação de componentes personalizados diretamente no local de uso.


O protótipo depende de um chip fotônico de 160 nanômetros de espessura (para comparação, uma folha de papel mede 100.000 nanômetros de espessura). Alimentado por um laser externo, o chip emite um feixe de luz em uma resina fotopolimerizável, endurecendo onde o feixe atinge. Para controlar esse feixe, os pesquisadores usam moduladores compactos de cristal líquido, integrados ao chip e ajustados via um campo elétrico.

A estreita colaboração entre o grupo Notaros do MIT, especializado em fotônica de silício, e o grupo Page da Universidade do Texas em Austin, especialista em resinas fotopolimerizáveis, foi essencial. Juntos, eles ajustaram as formulações químicas para obter uma resina de longa duração e rápido endurecimento.

Sabrina Corsetti, estudante de pós-graduação em engenharia elétrica e de computação, especifica: "Aqui, estamos no meio termo entre a fotoquímica padrão e a fotônica de silício, utilizando resinas que endurecem com luz visível e chips que emitem luz visível para criar essa impressora 3D baseada em chip. É uma fusão de duas tecnologias em uma ideia totalmente nova".

As perspectivas de aplicação dessa tecnologia são vastas. Além dos usos médicos e de prototipagem rápida, a equipe visa desenvolver um chip capaz de gerar hologramas 3D, melhorando assim a eficiência da impressão 3D.