Mais que o fogo, mais que a roda, é possível que, no fim das contas, a invenção mais onipresente da história da humanidade tenha sido o zíper.
Eles estão por toda parte: blusas, jaquetas, saias, calças, botas, bolsas, fronhas, tendas, mochilas, carteiras – e, ainda assim, salvo algumas atualizações bem pontuais, o design dos zíperes continua sendo praticamente o mesmo há mais de cem anos.
O primeiro protótipo foi criado pelo inventor americano Whitcomb L. Judson na década de 1890. Tratava-se de um fecho feito de ganchos metálicos que se uniam pela ação de um cursor deslizante. Foi um começo problemático: o mecanismo soltava facilmente, emperrava toda hora e precisava ser retirado das roupas antes das lavagens, com risco de enferrujar.
O zíper moderno, como conhecemos, veio a tomar forma mesmo em 1917, quando o engenheiro Gideon Sundback patenteou uma versão aprimorada do dispositivo. O modelo era composto de duas fileiras com dentes igualmente espaçados, alinhados aos respectivos espaços vazios na fileira oposta. Cada um dos dentes tinha uma indentação na base e uma protuberância equivalente no topo, relevos que impediam que os dois lados se juntassem por mero acidente ou força bruta. Em contraste, esses relevos poderiam ser facilmente encaixados com a ajuda do cursor (que, por dentro, não passa de uma cavidade em formato de Y), formando um lacre firme.
Na época, a fabricação desse aparato só foi possível porque Sundback também projetou, junto ao novo modelo, uma máquina capaz de fazer precisamente os cortes e a topografia de cada pequeno dente. Desde então, a fabricação dos zíperes passou por algumas renovações. Foi nos anos 1940, por exemplo, que surgiu uma maneira mais barata de fabricar o produto usando apenas duas espirais de plástico, unidas pelas fileiras opostas de protuberância feitas ao longo de um lado de cada espiral.
Mesmo assim, o design em si, o mecanismo que abre e fecha com um cursor fazendo zip-zip, permanece essencialmente igual até os dias de hoje. Como inovar sobre algo que, em sua concepção, já foi projetado de forma tão prática? Um caminho seria modificar algo que o zíper já tem: isto é, se um zíper de dois lados funciona bem, como funcionaria um zíper de três?
Foi nessa ideia que o engenheiro elétrico William T. Freeman apostou em 1985, quando um anúncio do Innovative Design Fund pipocou na revista Scientific American prometendo até 10 mil dólares em dinheiro para subsidiar a realização de projetos de design voltados a roupas, produtos têxteis e mobília.
Freeman, então funcionário da Polaroid e atual professor do Massachusetts Institute of Technology (MIT), sugeriu um zíper de três lados. A ideia, em verdade, não era revolucionar a indústria dos zíperes ou substituir o modelo já consagrado, mas sim usar o mecanismo como base para criar uma nova tecnologia útil por si só, com várias possíveis novas aplicações. Um zíper de três lados poderia facilmente entre um estado flácido e outro rígido, o que poderia ser usado na fabricação de tendas, cadeiras, robôs, etc.
Na época, não vingou. A proposta foi rejeitada. Mas, após mais de quatro décadas, ele e uma equipe de cientistas do MIT finalmente puderam concretizar o projeto. Em um estudo divulgado em abril, os pesquisadores detalham o funcionamento do Y-zipper, uma nova tecnologia que faz uso da modelagem e impressão 3D para criar uma variedade de estruturas com “rigidez variável”.
Em forma, a invenção é o que se esperaria de um grande zíper de plástico com três fileiras de dentes ondulados, que, soltas, são como três tentáculos independentes. Com a ajuda de um cursor acoplável, as protuberâncias e indentações presentes na extremidade de cada dente se apoiam sobre os da fileira seguinte, interconectando-se numa corrente de três lados. O cursor, além disso, também pode ser automatizado com um motor próprio.
Com base nisso, os cientistas produziram uma lista de criações que já inclui dispositivos ortopédicos ajustáveis, uma flor robótica que desabrocha sozinha, uma tenda que se monta automaticamente em pouco mais de um minuto e um robô ambulante capaz de variar a altura de suas pernas.
Confira no vídeo abaixo:
Para poder projetar cada novo objeto com facilidade, os pesquisadores também criaram um software próprio de modelagem. A interface permite selecionar o comprimento, a direção e o ângulo em que cada fecho 3D dobra. Além disso, conta também com quatro “primitivas de movimento” que permitem selecionar em qual formato o objeto ficará depois de fechado – reto, curvo, em espiral ou rotacionado como um parafuso. Assim, o software permite a criação de estruturas tridimensionais complexas que podem ser fabricadas prontamente com a ajuda de uma impressora 3D.
Durante a pesquisa, os criadores também testaram a durabilidade e a rigidez dessas estruturas ao longo de alguns testes de fadiga. A primeira etapa envolvia avaliar a força e a flexibilidade dos materiais mais tipicamente usados pelas impressoras 3D (poliácido láctico, PLA, e poliuretano termoplástico, TPU). Para isso, os cientistas deixaram um atuador mecânico abrindo e fechando uma amostra de zipper reta por 1 dia e 15 horas. Depois de algumas 18 mil voltas, o material finalmente pediu arrego.
Em outro teste, os pesquisadores demonstraram que, quando fechado, o zíper se tornava 160 vezes mais rígido. Uma estrutura fechada em formato de cubo de 120 gramas, por exemplo, suportou até 6 quilos, muito por causa da estrutura elástica do objeto.
Dessa forma, o zíper de três lados poderia funcionar como um item de uso diário. Como demonstrado pelos pesquisadores, a tecnologia também poderia ser aplicada em cenários médicos, como numa munhequeira usada para a reabilitação de lesões, que pode ser ajustada de acordo com o conforto do usuário. O estudo também demonstra o zíper em prática nas pernas de um robô quadrúpede, capaz de ultrapassar obstáculos de diferentes alturas ajustando a altura de suas quatro perninhas.
Fonte: abril
