Os dispositivos vestíveis evoluíram rapidamente nos últimos anos, mas ainda enfrentam limitações quando precisam se adaptar perfeitamente ao corpo humano. Agora, uma equipe de cientistas apresentou uma solução que parece saída da ficção científica: componentes eletrônicos tão finos quanto tatuagens temporárias, capazes de aderir a diferentes superfícies e manter seu desempenho mesmo sob deformações. O avanço também promete reduzir significativamente os custos de fabricação.
Uma tatuagem eletrônica que vai muito além da estética
Imagine um sensor capaz de ser aplicado na pele da mesma forma que uma tatuagem temporária infantil. Essa é a proposta de uma nova geração de dispositivos eletrônicos desenvolvida pelo Instituto de Ciência dos Materiais de Madri (ICMM), ligado ao Conselho Superior de Pesquisas Científicas (CSIC), na Espanha.
Os chamados “tatuagens eletrônicas” são estruturas ultrafinas que podem ser transferidas para diferentes superfícies, incluindo pele humana, tecidos, materiais sintéticos e até folhas de plantas. Depois de aplicados, continuam funcionando normalmente mesmo quando a superfície é dobrada, esticada ou deformada.
Essa característica faz desses dispositivos uma alternativa promissora para aplicações em saúde, permitindo, por exemplo, o monitoramento contínuo de pacientes por meio de sensores praticamente imperceptíveis.
Mas os pesquisadores acreditam que o potencial vai muito além da medicina. A tecnologia também poderá ser utilizada em roupas inteligentes, interfaces biológicas e diversos outros sistemas que exigem componentes eletrônicos extremamente flexíveis.
O grande desafio, até agora, era fabricar esse tipo de dispositivo em larga escala sem elevar os custos.
O método reduz custos e facilita a produção em escala
Segundo Andrés Castellanos-Gómez, pesquisador do CSIC e responsável pelo projeto na Espanha, esses dispositivos precisam se adaptar perfeitamente a superfícies macias, curvas e em constante movimento, sem comprometer seu funcionamento elétrico.
Embora os semicondutores bidimensionais sejam considerados ideais para essa finalidade, sua integração em componentes flexíveis ainda era um processo caro e complexo.
A maior parte das pesquisas existentes dependia de técnicas laboratoriais difíceis de reproduzir em escala industrial. Isso limitava a produção e aumentava significativamente os custos de fabricação.
Para contornar esse problema, os pesquisadores recorreram a um material bastante conhecido, mas com uma aplicação totalmente diferente: o papel utilizado em tatuagens temporárias e decalques aplicados com água.
Esses suportes comerciais funcionam como uma plataforma extremamente fina capaz de transportar os componentes eletrônicos para praticamente qualquer superfície, preservando suas propriedades elétricas.
A inovação faz parte de um projeto financiado pela União Europeia que busca transformar essa técnica em um processo industrial de baixo custo.
Cilindros especiais tornam possível criar eletrônicos ultraflexíveis
O avanço também depende de uma tecnologia desenvolvida pelo próprio grupo de pesquisa.
Os cientistas criaram e patentearam um sistema de esfoliação mecânica contínua, conhecido como roll-to-roll, no qual dois cilindros trabalham juntos para produzir filmes ultrafinos formados por semicondutores bidimensionais da família dos materiais de Van der Waals.
Depois de obtidas, essas películas são incorporadas ao papel utilizado nas tatuagens temporárias. O resultado são componentes eletrônicos que podem ser transferidos diretamente para superfícies irregulares, curvas ou flexíveis.
Entre os dispositivos já produzidos estão fotodetectores, termistores e transistores capazes de operar com alta sensibilidade, baixo consumo de energia e excelente desempenho elétrico mesmo quando aplicados sobre pele, couro sintético ou folhas de plantas.
Segundo os pesquisadores, o novo método apresenta vantagens importantes em relação às técnicas atuais. Diferentemente dos processos baseados em solventes químicos, ele evita resíduos que comprometem o funcionamento dos componentes. Também dispensa equipamentos extremamente caros, comuns em métodos tradicionais de fabricação de semicondutores.
Os detalhes da pesquisa foram publicados na revista científica ACS Nano, em um estudo que apresenta uma nova plataforma para eletrônicos vestíveis de alto desempenho.
Caso a tecnologia consiga ser produzida em escala comercial, ela poderá acelerar o desenvolvimento de sensores médicos praticamente invisíveis, roupas inteligentes, dispositivos para monitoramento biológico e novas interfaces entre eletrônica e corpo humano, aproximando ainda mais a tecnologia da vida cotidiana.
[Fonte: noticias de la ciencia]
