De acordo com o Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL), a doutoranda Natalie Yaw, bolsista do Programa Universitário de Energia Nuclear do Departamento de Energia, publicou um trabalho explorando a manufatura aditiva com infusão de hidrogel (HIAM) de cerâmicas, materiais essenciais em indústrias como a aeroespacial devido à sua alta estabilidade térmica, resistência química e resistência mecânica. Seu artigo foi publicado na revista Inorganic Chemistry Frontiers.
Cerâmicas impressas em 3D oferecem flexibilidade de design, reduzem o desperdício de material, aceleram a produção e oferecem suporte a aplicações personalizadas. Para enfrentar os desafios associados à fabricação tradicional de cerâmica, a HIAM separa a etapa de impressão do material cerâmico. O processo começa com uma resina viscosa laranja, que é usada para imprimir em 3D um gel inicial. Esse gel é convertido em hidrogel por meio de alguns processos, incluindo a infusão com uma solução de sal metálico. A partir daí, assim como na queima de cerâmicas tradicionais, o hidrogel é aquecido para queimar componentes orgânicos e converter os sais metálicos em óxidos metálicos.
O estudo demonstra que a formulação do hidrogel e o tipo de sais metálicos desempenham papéis fundamentais na determinação da qualidade, densidade, porosidade e resistência da cerâmica. Ao avaliar os impactos desses precursores, o trabalho fornece insights valiosos para otimizar a qualidade e a forma da cerâmica, cria uma base para a expansão do HIAM para novos materiais e aplicações e aborda uma lacuna de conhecimento na área de HIAM.
Ao longo desta pesquisa, Yaw considerou o ambiente colaborativo e a ampla expertise do LLNL um trunfo. “Tive vários momentos de ‘aha’ ao conversar com pessoas de diferentes disciplinas que tinham perspectivas completamente diferentes sobre o meu trabalho e ideias que eu jamais teria considerado. Isso realmente destacou a importância da colaboração interdisciplinar”, disse Yaw.
Yaw trabalhou em estreita colaboração com a pesquisadora do LLNL, Maryline Kerlin, no projeto. “Esta foi a primeira experiência de Natalie como autora principal e, juntas, superamos os desafios de escrever, revisar e responder aos feedbacks, incluindo a realização de experimentos adicionais para fortalecer o artigo. Acredito que a história dela reflete as incríveis oportunidades que o LLNL oferece aos jovens cientistas”, disse Kerlin.
Natalie Yaw aconselha qualquer pessoa curiosa sobre um estágio no LLNL a entrar em contato diretamente com os cientistas de sua área de interesse. Para saber mais sobre o trabalho acesse o site.
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