Detalhes do modelo são visíveis só por microscopia eletrônica, diferente do Cristo Protetor de 43,5 metros de Encantado (RS), o maior do Brasil. Impressão foi feita com único equipamento no Hemisfério Sul que cria estruturas 3D para áreas como telecomunicações e medicina. Cristo impresso em Campinas é 410 mil vezes menor que estátua do RS
Localizado na pequena cidade gaúcha de Encantado, o Cristo Protetor é, com 43,5 metros de altura, a mais alta estátua de Cristo do Brasil. Mas em Campinas (SP), a 1,1 mil quilômetros de distância, pesquisadores do Centro de Tecnologia da Informação (CTI) Renato Archer imprimiram uma versão microscópica do monumento religioso: do tamanho de um grão de areia, chega a ser 410 mil vezes menor que o exemplar do RS.
As impressões em 3D do Cristo no centro tecnológico foram feitas como forma de testes e ajustes de um equipamento, único do tipo no Hemisfério Sul, que custou 430 mil euros, equivalente a R$ 2,7 milhões na cotação atual.
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Com ele é possível produzir estruturas para aplicações em diversas áreas, das telecomunicações à médica.
O menor dos modelos de Cristo já produzidos pelos pesquisadores tem 106 micrômetros – chega a ser visível a olho nu como um ponto, mas observar detalhes da estrutura só é possível por microscopia eletrônica. E há possibilidade de que a resolução obtida pela máquina seja ainda menor.
O material no qual é produzido possui propriedade luminescente, para permitir melhor sua visualização e manuseio, já que a estrutura é muito pequena.
Grão de areia, alfinete, bactéria…
O tamanho do Cristo feito no CTI Renato Archer é menor que um grão de areia, que pode chegar a 125 micrômetros, ou mesmo uma cabeça de alfinete.
Como efeito de comparação, o Cristo micrométrico chega a ser menor inclusive que algumas bactérias, como a Thiomargarita magnifica, que se assemelha a fiapos brancos e habita mangues de um arquipélago no sul do Caribe.
A bactéria chega 9 mil micrômetros de comprimento (um micrômetro é a unidade de medida que equivale à milésima parte de um milímetro), ou supera 0,9 centímetro.
Cristo impresso no CTI Renato Archer, em Campinas (SP); menor versão tem 106 micrômetros, 410 mil vezes menor que o Cristo Protetor de Encantado (RS), de 43,5 m de altura
Estevão Mamédio/g1
Como funciona a impressão?
O físico Cláudio Yamamoto Morassuti é um dos profissionais que atua no CTI Renato Archer para explorar as potencialidades do equipamento, que atende a demanda de diversas áreas do centro de pesquisa, da biotecnologia à fotônica.
“A impressão 3D tem um nicho muito grande, consegue atender muita coisa, engloba conhecimento de várias áreas. Embora [se] fale [em] impressora 3D, eu não vejo como uma impressora, vejo como uma plataforma para desenvolvimento de pesquisa”, explica.
O CTI Renato Archer é referência no desenvolvimento de diversas áreas tecnológicas, incluindo impressões em 3D. Foi no centro de Campinas que foi desenvolvido um biomodelo de gêmeas siamesas para auxiliar no planejamento da cirurgia de separação das meninas.
Mas a máquina que imprimiu o Cristo usa uma tecnologia diferente da empregada para fabricar o biomodelo das crianças, que foi a técnica de sinterização seletiva por laser (SLS, em inglês), em que a energia gerada pelo laser funde camadas de pó em áreas determinadas para criar uma peça.
Para servir de referência, o mesmo pó daquela máquina chega a ser maior que a resolução da plataforma usada para imprimir o Cristo micrométrico.
Cristo impresso no Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer, em Campinas (SP), chega a ser 410 mil vezes menor que a estátua do Cristo de Encantado (RS), a maior do Brasil
Estevão Mamédio/g1
Nesse caso, a impressora combina um sistema de lasers para sintetizar polímeros em uma resina, que é um meio líquido. Na prática, fótons em altíssima velocidade são combinados em um ponto e “endurecem” o material, criando a estrutura.
“O coração da máquina é um laser com muita tecnologia agregada. Ele consegue criar pulsos de luz ultracurtos. Para fotopolimerizar [endurecer o material] um volume pequenininho, é preciso aplicar luz em uma área muito pequena e muito concentrada”, diz Cláudio.
O físico detalha que se o laser for absorvido pela resina, todo o caminho que ele está passando acaba por fotopolimerizar, e isso é ruim. Então, qual é o truque da máquina?
“Ele tem um laser de femtossegundos. O primeiro pulso de luz incide na resina e excita os elétrons, para um nível que não é um nível físico, que a física quântica diz que esse nível é chamado de nível virtual. O problema é que eles não ficam muito tempo nesse nível virtual. Eles decaem e voltam para o estado original. Só que como o laser é muito rápido, quando eles tentam decair, o segundo pulso joga eles para o nível físico, que é onde ocorre essa ativação que forma o polímero, o volume sólido da pecinha”, explica.
🔎 Um femtossegundo é um intervalo de tempo equivalente a 10-15 segundos, ou seja, 0,000000000000001 segundo, ou a milésima parte de um bilionésimo de segundo.
Cristo Protetor de Encantado (RS) tem 43,5 e é o maior do Brasil (ao fundo). Já o modelo impresso em Campinas (SP) tem 106 micrômetros, menor que um grão de areia (à frente, no canto inferior esquerdo).
Maurício Tonetto/Palácio Piratini e Estevão Mamédio/g1
Maiores estátuas de Cristo
Arte/ g1
Entre as estruturas de tamanho micrométrico impressas no CTI Renato Archer estão o Cristo Redentor e também a Torre Eiffel (à esq.)
Estevão Mamédio/g1
De Cristo a Torre Eiffel
As impressões de estruturas como o Cristo servem como referência para testes do equipamento, que vão desde objetos de engenharia de diferentes complexidades. Entre as microimpressões também há uma da Torre Eiffel, símbolo de Paris, capital da França.
O monumento que tem, na vida real, 300 metros de altura, nas impressões feitas no CTI Renato Archer fica em escalas menores que o milímetro.
Entre os materiais já impressos na plataforma há construções para a área biológica que servem como estrutura para desenvolvimento de células e criação de vasos, e também é possível criar estruturas que se assemelham a tecidos moles e estruturas ósseas.
A máxima resolução da máquina é de 220 nanômetros horizontal, e 550 nanômetros vertical – um fio de cabelo humano, por exemplo, tem entre 50 e 100 mil nanômetros de espessura.
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Na imagem, é possível ver a bactéria Thiomargarita magnifica (filamentos brancos) em comparação com uma moeda de 10 centavos de dólar
BBC/LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY
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