Impressão 4D de Hidrogéis Termoresponsivos

  • Autor
  • Diego Moreira Lima
  • Co-autores
  • Mathilde Champeau , Anne Cristine Chinellato
  • Resumo
  • Materiais oriundos da Impressão 4D podem mudar dinamicamente sua forma em resposta a estímulos externos (temperatura, pH ou luz), permitindo o desenvolvimento de materiais inteligentes (smart materials) e sistemas de automontagem (self-assembly) para múltiplas aplicações. A poli(N isopropilacrilamida) (PNIPAm) é um hidrogel promissor para impressão 4D, pois sofre alterações volumétricas reversíveis em resposta à temperatura. Este comportamento termorresponsivo permite que o material se adapte às flutuações ambientais, possibilitando a criação de estruturas com geometrias complexas. Contudo, a fraca resistência mecânica do PNIPAm e a baixa viscosidade do monômero podem dificultar a sua aplicação para impressão. Para contornar estes problemas, pode-se desenvolver sistemas de rede dupla e/ou incorporar modificadores reológicos para aumentar a estabilidade de impressão dos géis precursores. Modificadores como a celulose nanocristalina (CNC), quando orientados durante a extrusão dos géis precursores, têm o potencial de induzir uma resposta dinâmica 4D. Cabe apontar, porém, que a adição desses elementos impacta negativamente na termoresponsividade do PNIPAm. Assim, este trabalho busca avaliar a printabilidade de nanocompósitos PNIPAm-CNC e investigar a influência da incorporação de nanofolhas de nitreto de boro (BNNS) em sua responsividade 4D. As BNNS exibem biocompatibilidade, excelente resistência mecânica, estabilidade química e alta condutividade térmica. Considerando a relação entre termoresponsividade e condutividade térmica dos polímeros, espera-se que as BNNS possam mitigar os efeitos negativos causados pela incorporação da rede dupla e da CNC. De fato, observa-se que os nanocompósitos obtidos podem modificar sua configuração em respota a estímulos térmicos, confirmando sua natureza 4D - oriunda do alinhamento da CNC e termoresponsividade do PNIPAm. Até o momento, constata-se que a introdução das BNNS exerce uma inflûencia positiva na estabilidade do filamento obtido pós impressão. Detalhes da topografia das amostras e confirmação de alinhamento da CNC foram obtidas via Microscopia de Força Atômica (AFM), enquato os dados acerca da estrutura química foram obtidos por FT-IR e Raman.

  • Palavras-chave
  • Impressão 4D, Hidrogéis, Nanocompósitos
  • Modalidade
  • Pôster
  • Área Temática
  • Materiais Funcionais Avançados
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