Os investigadores do MIT criaram uma bomba de vácuo em miniatura utilizando a impressão 3D. O dispositivo seria um componente chave de um espectrómetro de massa portátil que poderia ajudar a monitorizar poluentes ou a realizar diagnósticos médicos em partes remotas do mundo.
A bomba pode criar e manter um vácuo dez vezes inferior à pressão de uma bomba convencional. O seu design especial, que pode ser impresso numa única passagem com uma impressora multimaterial, evita fugas e reduz o calor de fricção, o que aumenta a vida útil do dispositivo.
A bomba peristáltica em miniatura oferece um grande potencial de integração em espectrómetros de massa portáteis para monitorizar a contaminação do solo em regiões remotas. Além disso, seria ideal para equipamento de prospecção geológica em Marte, uma vez que pode ser transportada para o espaço de forma fácil e económica.
Luis Fernando Velásquez-García, principal autor do estudo e cientista sénior do MIT, sublinhou que a inovadora bomba peristáltica impressa em 3D é um factor de mudança para os espectrómetros de massa, especialmente devido ao seu excelente desempenho e acessibilidade. Acrescentou que este avanço só é possível graças à tecnologia de impressão 3D.
“Uma das principais vantagens da utilização da impressão 3D é o facto de nos permitir criar protótipos de forma agressiva. Se fizer este trabalho numa sala limpa, onde muitas destas bombas miniaturizadas são feitas, demora muito tempo. Se quiser fazer uma alteração, tem de recomeçar todo o processo. Neste caso, podemos imprimir a nossa bomba numa questão de horas, e de cada vez pode ser um novo desenho”, diz Velásquez-García.
Para além de Luis Fernando Velásquez-García, o autor principal do artigo, a equipa incluiu Han-Joo Lee, um antigo investigador de pós-doutoramento no MIT, e Jorge Cañada Pérez-Sala, um estudante de doutoramento em engenharia electrotécnica e informática. O trabalho publicado pode ser consultado na revista Additive Manufacturing.
Nos espectrómetros de massa, as amostras são bombeadas e sujeitas a uma carga eléctrica para converter átomos em iões. É utilizado um campo electromagnético para manipular estes iões no vácuo e determinar a sua massa, identificando as moléculas contidas na amostra. A manutenção do vácuo é fundamental, caso contrário são produzidos resultados imprecisos.
Os investigadores utilizaram uma impressora 3D multimaterial para criar a tubagem flexível da bomba a partir de um material hiperelástico único. O tamanho ideal dos entalhes na tubagem foi conseguido através da impressão 3D para evitar fugas. A bomba revelou-se potente nos testes, produzindo um vácuo de alta qualidade e exigindo apenas metade da força das bombas convencionais.
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