Introdução
A impressão 3D não é novidade para 2017, mas este ano os pesquisadores expandiram os limites da técnica aparentemente científica, imprimindo objetos que exigiam detalhes intrincados - como um modelo realista de um recém-nascido e uma câmera microscópica - assim como objetos feitos com materiais que podem parecer surpreendentes, incluindo queijo e vidro.
Leia para obter um resumo das coisas mais legais e engraçadas que foram impressas em 3D em 2017.
Uma máscara de cachorro
Um filhote de Staffordshire bull terrier com 4 meses de idade se tornou o primeiro paciente a usar uma nova máscara impressa em 3D para ajudar na recuperação de lesões faciais graves. A maçã do rosto e o maxilar direito do filhote, bem como sua articulação temporomandibular (a articulação que liga o maxilar ao crânio), foram fraturados quando outro cão a atacou.
O filhote, chamado Loca, teve sorte por ter chegado à Escola de Medicina Veterinária da Universidade da Califórnia em Davis, onde veterinários da universidade cooperavam com colegas da Faculdade de Engenharia da UC Davis no desenvolvimento da máscara "Exoesqueleto Exo-K9" para cães . Loca era o paciente ideal para testar a tecnologia.
Primeiro, os engenheiros examinaram o crânio de Loca para projetar uma máscara de ajuste personalizado, que foi impressa com uma impressora 3D. A máscara mantinha os ossos fraturados do rosto de Loca no mesmo lugar que um elenco segura os ossos fraturados do braço ou da perna. Dentro de um mês, o filhote podia comer ração dura, e um exame de três meses mostrou que a articulação temporomandibular estava cicatrizando conforme o esperado.
Ovários de rato
Uma camundonga fêmea equipada com ovários impressos em 3D deu à luz filhotes saudáveis em um experimento realizado na Faculdade de Medicina da Northwestern University Feinberg, em Chicago.
O resultado foi aclamado como um avanço, pois pode um dia levar a novas maneiras de tratar a infertilidade em humanos, embora sejam necessárias muito mais pesquisas. Pode ser particularmente útil para mulheres cujos ovários foram danificados devido ao tratamento do câncer, disseram os pesquisadores.
Usando a tecnologia de impressão 3D, os pesquisadores criaram um andaime poroso elaborado feito de gelatina. (A gelatina é um tipo de colágeno, uma proteína natural encontrada no corpo humano em grandes quantidades.) A estrutura foi então preenchida com células ovarianas de outro camundongo. Os pesquisadores testaram várias formas de poros antes de pousar na forma específica que fornecia a quantidade certa de suporte às células ovarianas.
O experimento foi um sucesso: as células implantadas começaram a se comportar como as células dos ovários saudáveis naturais, produzindo hormônios que impulsionam o ciclo de reprodução do mouse. e permitindo que ele engravide.
Uma casa residencial
A primeira casa residencial impressa em 3D foi construída em menos de 24 horas nos subúrbios de Moscou em março. As paredes da casa de 37 metros quadrados foram impressas usando uma impressora 3D de construção móvel desenvolvida pela empresa Apis Cor, com sede em Moscou.
Em vez de imprimir painéis de concreto individuais que seriam posteriormente montados manualmente, a impressora 3D imprimiu as paredes e as divisórias como uma estrutura totalmente conectada, permitindo o formato redondo incomum da casa.
O teto, portas e janelas foram os únicos componentes que tiveram que ser instalados posteriormente por trabalhadores humanos. A casa do protótipo custa cerca de US $ 10.134, ou US $ 25 por pé quadrado (US $ 275 por metro quadrado). Os componentes mais caros, segundo os desenvolvedores, eram as janelas e as portas.
A empresa acredita que a impressão 3D pode tornar a construção não apenas consideravelmente mais rápida, mas também mais ecológica.
Casa de vidro
O vidro, um material usado pela humanidade desde o Egito antigo, há muito tempo resiste à impressão 3D. Isso ocorre porque, para ser processado, o material precisa ser aquecido a temperaturas extremamente altas de até 1.832 graus Fahrenheit (1.000 graus Celsius). Embora existam impressoras 3D industriais complexas que podem aquecer materiais a temperaturas muito altas usando lasers, quando usadas em vidro, o produto resultante era bastante claro e inutilizável.
Pesquisadores do Instituto Karlsruhe de Tecnologia da Alemanha, em Eggenstein-Leopoldshafen, resolveram o problema com uma nova técnica que permite criar estruturas de vidro complexas com uma impressora 3D convencional - sem a necessidade de aquecimento a laser.
Como material de partida, os engenheiros usaram o chamado vidro líquido - uma mistura de nanopartículas de sílica, da qual o vidro é feito - disperso em uma solução acrílica. Um objeto é impresso em 3D e depois exposto à luz UV, que endurece o material em um tipo de plástico como vidro acrílico. Em seguida, o objeto é aquecido a cerca de 2.372 graus C (1.300 graus F), queimando o plástico e fundindo as nanopartículas de sílica em uma estrutura de vidro lisa e transparente.
Queijo
Ao contrário do vidro, o queijo pode ser derretido facilmente. Portanto, não é uma surpresa que os pesquisadores tenham visto o produto lácteo como um candidato ideal para experimentos de impressão 3D com alimentos.
Uma equipe de pesquisadores da Escola de Ciências Alimentares e Nutricionais da University College Cork, na Irlanda, usou uma mistura semelhante à usada para fazer queijo processado e a esguichou através de um bico de impressora 3D para criar um "novo" tipo de processado queijo.
A mistura foi aquecida a 75 graus Celsius por 167 minutos e depois passou pela impressora 3D a duas taxas de extrusão diferentes. (A taxa de extrusão é a velocidade com que a impressora empurra o queijo derretido para fora da seringa.)
O queijo processado contém uma mistura de ingredientes, incluindo emulsificantes, óleos vegetais saturados, sal extra, corante alimentar, soro de leite e açúcar. Pode não ser exatamente o tipo de queijo mais saudável, por isso não está claro se o novo tratamento receberá o selo de aprovação de um nutricionista.
Ainda assim, do ponto de vista dos pesquisadores, o queijo impresso em 3D foi um sucesso. Era 45% a 49% mais macio que o queijo processado não tratado, um pouco mais escuro na cor, um pouco mais elástico e mais fluido quando derretido. O estudo não forneceu nenhuma conclusão sobre o sabor.
Manequins de bebê realistas
Os bebês que parecem reais foram impressos em 3D por pesquisadores holandeses, que esperam melhorar os métodos de treinamento para médicos que trabalham com recém-nascidos.
Os manequins de bebê que são usados atualmente para treinamento de médicos são muito mecânicos e não proporcionam a sensação real de tratar uma criança frágil, disse o pesquisador Mark Thielen, engenheiro de design médico da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, à Live Science. em março.
A impressão 3D permitiu que Thielen e sua equipe criassem manequins anatomicamente precisos que incluíssem órgãos internos realistas. Para alcançar o mais alto nível de precisão, os pesquisadores usaram exames de ressonância magnética dos órgãos dos recém-nascidos que foram subsequentemente impressos com um alto nível de detalhe. Por exemplo, um coração impresso em 3D incluiria válvulas de trabalho detalhadas. Os manequins ainda têm um fluido semelhante ao sangue circulando em suas veias.
O objetivo é fornecer um alto nível de feedback tátil realista ao realizar intervenções clínicas em manequins, disse Thielen. Em outras palavras, quando os cirurgiões movem uma parte do manequim ou aplicam pressão a uma determinada área, ele se sente e se move como a coisa real.
Olhos
Os olhos impressos em 3D foram criados por pesquisadores holandeses que podem ajudar as crianças nascidas sem olhos adequadamente desenvolvidos a parecerem relativamente normais. Infelizmente, as próteses oculares impressas em 3D não dão às crianças a capacidade de ver.
Cerca de 30 em cada 100.000 crianças nascem com condições chamadas microftalmia e anoftalmia, o que significa que seus olhos estão completamente ausentes ou subdesenvolvidos. Como resultado, suas órbitas oculares carecem do apoio estrutural necessário para que o rosto das crianças se desenvolva de maneira normal.
Se um adulto perder um olho, ele receberá uma prótese ocular permanente. Isso não é possível em crianças, no entanto, que crescem muito rápido, principalmente nos primeiros meses e anos de suas vidas.
A impressão em 3D de estruturas de suporte temporárias, chamadas de conformes, pode ser feita de maneira rápida, barata e em tamanhos muito precisos, disseram os pesquisadores.
Isso é extremamente importante, pois, sem o olho, o osso ao redor do soquete não possui estimulação adequada e o rosto não desenvolve proporções com aparência natural.
Os conformes já foram testados em um pequeno grupo de cinco crianças a partir de maio.
Um robô de escalada
Um robô com pernas macias de borracha, impressas em 3D, demonstrou suas excelentes habilidades para conquistar terrenos acidentados, uma tarefa que geralmente paralisa os robôs tradicionais.
Engenheiros da Universidade da Califórnia, San Diego, projetaram digitalmente as pernas do robô e modelaram seu desempenho e comportamento em várias situações - por exemplo, em uma superfície macia e arenosa, em espaços estreitos ou ao escalar rochas.
Eles finalmente escolheram um projeto que consistia em três tubos em espiral conectados ocos por dentro e feitos de uma combinação de materiais macios e rígidos.
Ao darem um passo, as pernas testam o terreno circundante e, em seguida, ajustam-se instantaneamente, através de pistões que inflam em uma determinada ordem e determinam a marcha do robô.
A novidade do design, segundo os engenheiros, é o fato de as pernas do robô poderem dobrar em todas as direções possíveis.
"Riso"
A primeira obra de arte foi criada no espaço em fevereiro deste ano usando uma impressora 3D a bordo da Estação Espacial Internacional.
A obra de arte representa o riso humano e foi criada em colaboração entre o artista israelense Eyal Gever e a empresa californiana Made In Space, como parte do projeto chamado #Laugh.
Os entusiastas do espaço foram convidados a participar da criação da obra de arte espacial por meio de um aplicativo que captura o riso dos usuários e o transforma em um modelo 3D digital semelhante a uma estrela.
Mais de 100.000 pessoas contribuíram com sua gargalhada no projeto, que começou em dezembro de 2016. Os usuários do aplicativo escolheram a melhor estrela da gargalhada, baseada nas gargalhadas de Naughtia Jane Stanko, de Las Vegas. O projeto foi posteriormente transmitido para a ISS e impresso em 3D em uma máquina que geralmente é usada para fazer peças de reposição.
Microcâmera
Uma microcâmera que poderia ser usada em drones e robôs em miniatura ou endoscópios cirúrgicos foi criada por pesquisadores alemães com a ajuda da impressão 3D.
A câmera oferece visão de olho de águia - a capacidade de ver objetos distantes claramente e ao mesmo tempo estar ciente do que está acontecendo na visão periférica.
Para criar o dispositivo, engenheiros do Institute of Technical Optics da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, imprimiram grupos de quatro lentes em um chip sensor de imagem usando uma técnica chamada gravação a laser de femtossegundos.
As lentes em miniatura variam de ampla a estreita e de baixa a alta resolução. Essa estrutura permite que as imagens sejam combinadas no formato de uma mosca com uma imagem nítida no centro, semelhante à visão das águias.
As quatro lentes podem ser reduzidas a 300 micrômetros por 300 micrômetros (0,012 polegadas ou 0,03 centímetros de cada lado), aproximadamente do tamanho de um grão de areia. Mas os pesquisadores dizem que poderão tornar o dispositivo ainda menor no futuro quando chips menores estiverem disponíveis.
