Um grupo da Georgia Institute of Technology, em colaboração com a North Carolina State University, apresentou um polímero capaz de crescer, encolher, se autorreparar, alterar a própria rigidez em até 100 vezes e até retornar aos monômeros iniciais após o uso. Os resultados foram publicados em 12 de fevereiro de 2026 na revista Advanced Materials.
Como funciona
O material parte de um filme reticulado de CP-ester, derivado de ciclopenteno. A reação central é a polimerização por abertura de anel (ROMP), que, além de formar novas cadeias, pode ser revertida sob condições controladas. A presença de um catalisador de rutênio permite três processos simultâneos: polimerização de monômeros recém-chegados, troca de segmentos entre cadeias (aliviando tensões internas) e despolimerização quando desejado.
Depois da síntese inicial, o catalisador é desativado e o filme permanece estável. Para iniciar o crescimento, a amostra é submersa em uma solução “nutritiva” contendo monômero, agente de reticulação e catalisador ativo. O sistema então incorpora novo material até que o catalisador seja novamente inativado, travando a forma obtida.
Crescimento e encolhimento controlados
Taxas de difusão e de reação determinam a uniformidade da expansão. Filmes finos atingiram equilíbrio de inchaço em cerca de 5 min, enquanto a conversão de 10 % dos monômeros levou 80 min, gerando expansão homogênea. Já cubos mais espessos, expostos a solução de reação rápida, consumiram monômero na superfície antes da difusão completa, provocando crescimento maior nos cantos.
O “degrowth” explora a reversibilidade da ROMP: como o CP-ester evapora à temperatura ambiente, a simples exposição ao ar desloca o equilíbrio para a despolimerização. A 22 °C o encolhimento é uniforme; a 35 °C, a velocidade maior provoca colapso estrutural.
Processamento por luz
Para controle espacial microscópico, a equipe utilizou o catalisador fotoativável cis-Ru-1, acionado por luz de 405 nm. Iluminação localizada induziu a formação de micro-pilares de algumas centenas de micrômetros; seis ciclos sucessivos elevaram a altura sem perda de eficiência. No estado seco, o mesmo feixe removeu material, esculpindo micro-furos cujo diâmetro coincidiu com o ponto de luz em 95 % dos casos.
Reprogramação mecânica
Ao variar a proporção entre reticulador e monômero na solução nutritiva, o módulo de cisalhamento do polímero mudou aproximadamente 100 vezes. Um filme de policiclopenteno crescido em solução de cis-cicloocteno saltou de 0,36 MPa para 21,7 MPa devido à cristalização do novo segmento. Outra rota alcançou rigidez ainda maior: um copolímero de CP-ester e cicloocteno passou de 0,34 MPa para 42,7 MPa em cinco dias enquanto o componente mais macio evaporava; o material rígido pôde então crescer novamente em CP-ester a 60 °C e voltar a amolecer.
Imagem: absorbing chical
Provas de conceito
Três demonstrações ilustram a versatilidade da plataforma:
- Uma antena flexível com espuma de metal líquido alterou a frequência ressonante de 1,6 GHz para 1,06 GHz após dois ciclos de crescimento que alongaram o dispositivo de 8 cm para 12 cm.
- Um robô macio acionado magneticamente aumentou de tamanho e manteve a integridade suficiente para manipular objetos maiores.
- Uma amostra em forma de lagartixa teve uma pata amputada e regenerou sola e dedos por exposições sequenciais de luz.
Tanto a antena quanto o robô foram integralmente reciclados: dissolução em solvente com catalisador permitiu recuperar monômeros por destilação e reaver componentes funcionais.
Limitações e próximos passos
As taxas de crescimento e encolhimento dependem de carga catalítica, temperatura e densidade de reticulação, e a fotoativação não apresentou boa eficiência abaixo de 200 µm de diâmetro do feixe. O sistema também exige catalisadores de rutênio e monômeros específicos derivados de ciclopenteno, mas os autores acreditam que o princípio possa ser adaptado a outras químicas reversíveis.
Com informações de Nanowerk
