Assista: Laser Origami faz indutores

Em pesquisa relatada em uma próxima edição do IEEE Electron Device Letters, pesquisadores do Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA, em Adelphi, Maryland, mostram como eles podem fazer indutores tridimensionais usando um laser para cortar e dobrar cobre. O Exército está interessado em indutores de origami porque a tecnologia pode dar aos soldados implantados a capacidade de fazer peças de reposição, em vez de depender do que poderia ser uma entrega arriscada e cara. Mas não importa seu propósito prático; o processo é absolutamente fascinante de assistir.

A técnica de origami a laser explora um fenômeno chamado contracurvatura. Usando o laser em meia potência (10 watts) e varredura rápida (100 milímetros por segundo), o laser aquece um ponto a ser dobrado. Por causa da baixa potência e breve explosão, apenas um lado do cobre fica quente. Esse lado se expande temporariamente, dobrando-se para longe do laser e produzindo tensão permanente no lado oposto mais frio. Quando o ponto quente se contrai novamente, a tensão dobra o cobre de volta para o laser, dobrando o cobre permanentemente.

Comparados aos indutores comerciais da Coilcraft que têm aproximadamente as mesmas indutâncias, os componentes de origami a laser apresentaram fatores de qualidade semelhantes. (O fator de qualidade é uma quantidade adimensional que informa o quão incrível é o seu indutor.)

Aqui, a equipe do Exército — Nathan Lazarus, Sarah S. Bedair e Gabriel L. Smith — está construindo um indutor planar, que requer um pouco de condutor para se projetar na terceira dimensão. Tem cerca de 20 milímetros de lado e o processo levou cerca de 12 minutos, então o vídeo é acelerado.

Aqui, eles estão construindo um indutor toroidal, que é o mais 3D possível. Tem um diâmetro externo de 34 mm e indutância de 159 nanohenries. Você não gostaria que eles colocassem isso em música?

Obrigado a Nathan Lazarus pelos vídeos. Você pode ver algumas das outras coisas que ele e seus colegas fizeram aqui.