Uma equipe internacional descreveu um motor macio que dispensa válvulas ou pistões ao usar uma única gota de metal líquido capaz de esticar, dividir e se recompor para impulsionar fluidos. Os resultados foram publicados em 28 de outubro de 2025 na revista Advanced Materials.
O dispositivo, batizado de liquid metal shapeshifting (LMSS), emprega uma gota de liga eutética gálio-índio (E-GaIn) inserida em um canal de silicone (polidimetilsiloxano). Dois eletrodos de cobre e um pequeno ímã permanente completam o arranjo. Quando uma corrente de baixa tensão atravessa a gota, as cargas em movimento sofrem a força de Lorentz, que deforma o metal até ele se romper em duas porções. A ruptura interrompe a corrente; sem o empuxo magnético, a tensão superficial puxa as metades de volta, que se fundem e reiniciam o ciclo. Esse movimento rítmico empurra o líquido ao redor sem qualquer parte rígida móvel.
Dimensões reduzidas e baixo consumo
A bomba mede 15 mm de comprimento, 7 mm de largura e 2 mm de espessura, pesa 0,45 g e custa menos da metade de um centavo de libra esterlina para ser produzida. Os testes mostraram operação estável a partir de 0,01 V, com potência entre 0,006 e 0,4 W — valores compatíveis com uma pilha AAA comum.
O fenômeno se inicia quando o perímetro da gota atinge cerca de 1,8 vez o original, ponto em que o Número de Weber se aproxima de 1 e o equilíbrio entre tensão superficial e força de Lorentz provoca a divisão. A corrente mínima para disparar o ciclo é de aproximadamente 3 A; abaixo disso a gota só se alonga.
Desempenho ajustável
Em repouso, um único módulo resiste a pressões de retorno de 3 kPa. Conexões em série elevam a pressão (quatro unidades chegam a 24 kPa), enquanto ligações em paralelo aumentam a vazão (cerca de 3,7 mL/min com quatro bombas). A direção do fluxo inverte quando a polaridade da corrente é trocada. Ensaios de durabilidade registraram mais de 7 000 ciclos sem perda de eficiência, e imagens térmicas em 6 A e 8 A indicaram aquecimento mínimo.
Imagem: cverting droplet dynamics into a relia
Aplicações demonstradas
- Atuador flexível: um balão de silicone curvou-se mais de 90° em menos de 12 s com 8 A.
- Robô articulado: dois atuadores opostos produziram movimento alternado semelhante a um membro robótico.
- Mistura de cores: três bombas conduziram líquidos vermelhos, verdes e azuis por microcanais, gerando diferentes tonalidades na superfície.
- Vestuário contra UV: a circulação de uma suspensão de dióxido de titânio reduziu em cerca de 40 % a intensidade de UV-A numa “segunda pele” de silicone, operando por mais de oito minutos entre 0,2 V e 0,35 V com corrente próxima de 6 A.
Modelagens indicam que concentrar o fluxo magnético pode multiplicar o campo em até oito vezes e cortar o gasto elétrico em 64 vezes, mantendo desempenho equivalente. Como trabalha em tensões muito baixas, o sistema é considerado seguro para uso humano, silencioso e livre de vibrações, com potencial para robótica macia, microfluídica e dispositivos vestíveis autônomos.
Com informações de Nanowerk
