Relógios inteligentes e sensores médicos evoluíram bastante nos últimos anos, mas ainda enfrentam um problema comum: o suor e os movimentos do corpo podem reduzir a precisão das medições e fazer com que os sensores percam contato com a pele.
Agora, uma equipe internacional de cientistas desenvolveu uma solução bastante diferente. Em vez de pulseiras ou adesivos tradicionais, os pesquisadores criaram um eletrodo líquido que pode ser literalmente pintado sobre a pele, formando uma camada ultrafina, flexível e altamente aderente.
O estudo foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) por pesquisadores da Pennsylvania State University, do Massachusetts Institute of Technology e do Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology.
Uma tinta que funciona como sensor eletrônico
O novo material foi desenvolvido para funcionar como um eletrodo biocompatível, capaz de captar sinais elétricos do corpo sem perder desempenho mesmo durante atividades físicas.
Nos testes realizados, os sensores monitoraram com sucesso a atividade muscular, a frequência cardíaca e as ondas cerebrais.
Durante exames de eletrocardiograma (ECG) com voluntários correndo em uma esteira, o sistema manteve aproximadamente 95,1% de consistência nas medições antes e depois de episódios leves de transpiração.
Segundo os pesquisadores, isso representa um desempenho muito superior ao de eletrodos convencionais, que frequentemente se descolam da pele quando há suor.
Material é muito mais respirável
Um dos principais diferenciais da tecnologia está na respirabilidade.
Os cientistas avaliaram a quantidade de vapor de água capaz de atravessar o novo material em duas temperaturas: 22 °C e 37 °C.
Quando comparado ao filme médico Tegaderm, amplamente utilizado em hospitais, o eletrodo apresentou resultados significativamente melhores.
A nova tinta permitiu a passagem de quase cinco vezes mais vapor d’água a 22 °C e mais de dez vezes mais a 37 °C, reduzindo o desconforto durante o uso prolongado.
Além disso, o material suportou alongamentos de aproximadamente 170% antes de sofrer danos, acompanhando facilmente os movimentos naturais da pele.
Fórmula combina flexibilidade e condução elétrica
Para desenvolver a tinta eletrônica, os pesquisadores combinaram diversos compostos.
O principal responsável pela condução elétrica é um polímero conhecido como PEDOT:PSS, bastante utilizado em dispositivos eletrônicos flexíveis.
Outro ingrediente importante é o DBSA, composto que aumenta tanto a condutividade quanto a elasticidade do material.
A fórmula também utiliza água, etanol e álcool polivinílico (PVA), formando uma mistura chamada WE-PPD, desenvolvida para aderir à pele sem causar irritação significativa.
Tecnologia pode ajudar crianças e pacientes em monitoramento contínuo
Além do uso em esportes e dispositivos vestíveis, os pesquisadores acreditam que a tecnologia possui grande potencial na área médica.
Pacientes que precisam de monitoramento cardíaco, neurológico ou muscular por longos períodos poderiam utilizar sensores muito mais confortáveis do que os eletrodos adesivos tradicionais.
As crianças foram apontadas como um dos principais públicos beneficiados.
Segundo os autores do estudo, seria possível criar eletrodos com formatos coloridos ou desenhos inspirados em personagens infantis, tornando exames médicos menos intimidadores e aumentando a aceitação do monitoramento contínuo.
No futuro, a tecnologia também poderá servir de base para tatuagens eletrônicas permanentes, interfaces entre humanos e máquinas e até sensores aplicados em plantas para monitoramento agrícola.
Ainda há desafios antes do uso comercial
Apesar dos resultados promissores, os cientistas ressaltam que a tecnologia ainda está em fase experimental.
Os voluntários utilizaram o material durante 24 horas sem apresentar efeitos adversos na pele, mas estudos maiores serão necessários para confirmar sua segurança em usos prolongados.
Outro desafio importante envolve exames de ressonância magnética.
Embora os primeiros testes indiquem compatibilidade parcial com equipamentos de MRI, os pesquisadores ainda precisam avaliar possíveis efeitos relacionados ao aquecimento provocado por radiofrequência e às interações eletromagnéticas dentro desses aparelhos.
Se os próximos estudos confirmarem sua segurança, os eletrodos pintáveis poderão representar uma nova geração de dispositivos vestíveis, oferecendo medições biométricas mais precisas, confortáveis e discretas do que as tecnologias disponíveis atualmente.
