Pele sintética produz energia a partir do suor para alimentar todo o tipo de biossensores

27 Abr 2020 · Ciência 1 Comentário

A pele é o maior órgão que "equipa" o ser humano e é um alvo de estudo e desenvolvimento de várias tecnologias. Nos últimos anos, os projetos das peles eletrónicas avançou consideravelmente. Há já resultados muito interessantes, como é o caso, por exemplo, do novo couro sintético desenvolvido pelo Caltech. Segundo este Instituto de Tecnologia da Califórnia é possível retirar energia do suor para alimentar biossensores.

Esta pele sintética poderá ser um importante dispositivo para recolher dados da saúde do ser humano.

Pele eletrónica alimentada pelo suor

Segundo as investigações do Caltech, esta tez sintética pode ser integrada com biossensores capazes de detetar informações como frequência cardíaca, temperatura corporal, níveis de açúcar no sangue, subprodutos metabólicos que indicam saúde e até mesmo os sinais nervosos que controlam os nossos músculos. Além disso, é completamente inofensivo e pode ser simplesmente colocado sobre a pele real.

Tal como já foi abordado por várias vezes, este mundo do couro sintético não é propriamente novo. Existem muitos tipos e possibilidades diferentes. No entanto, esta é a primeira capaz de obter energia completamente do suor do utilizador. Esta é, sem dúvida, a sua característica mais notável. Tal como outras peles semelhantes, esta peça sintética é capaz de adaptar uma vasta gama de biossensores.

Andrew e Peggy Cherng, os criadores desta pele sintética, afirmam que ela pode ser integrada com sensores para monitorizar de parâmetros de saúde, sinais vitais e muito mais. Contudo, para que isso seja possível, a pele deve ter energia, especialmente quando se comunica com um dispositivo.

Vídeo demonstrativo do uso do e-skin para assistência robótica. Um utilizador usa a pele eletrónica no braço foi capaz de controlar uma prótese de perna enquanto caminhava. Crédito: Yu et al., Sci. Robô. 5, eaaz7946 (2020)

Embora a comunicação por contacto direto possa ser uma aplicação de pele eletrónica sem bateria, a distância coloca muitas limitações. A comunicação por Bluetooth, por exemplo, consome mais energia, mas é muito mais interessante para garantir uma boa conectividade entre as aplicações médicas e a robótica prática.

Esta pele é capaz de alimentar totalmente este sistema de comunicação sem necessidade de bateria ou ligação externa. Para tal, utiliza células de biocombustível feitas de nanotubos de carbono impregnadas com um catalisador de platina e cobalto e uma malha composta contendo uma enzima que decompõe o lactato.

Esta substância está muito presente no nosso suor. À medida que se decompõem, pode gerar uma produção contínua e estável de energia até vários milivolts por centímetro quadrado durante vários dias, a partir do suor humano.

Descoberta importante para futuras peles eletrónicas

Para que serve uma pele eletrónica? Os planos dos seus criadores são preparar o caminho para futuros dispositivos que sirvam de interface "homem-máquina", bem como biossensores confortáveis, duráveis e eficazes para medir todo o tipo de variáveis biológicas. No desenvolvimento das peles sintéticas, a ligação entre a própria pele e o dispositivo que "lê" as suas informações é sempre um grande problema.

A resolução da questão energética é uma das principais tarefas dos investigadores que se confrontaram com a impossibilidade de colocar baterias externas ou de se depararem com a rápida degradação do tecido cutâneo sintético. Felizmente, isto não só dura muito tempo, segundo os investigadores, mas também permite que os biossensores sejam totalmente autónomos. Asseguram igualmente a comunicação.

Dois sensores de deformação foram colocados na mão e no cotovelo, respetivamente, e ligados ao adesivo de pele eletrónica colocada no braço. O e-skin foi capaz de controlar sem fio o movimento de um braço robótico em tempo real. O braço robótico reconheceu os gestos do braço humano e depois aproximou-se e agarrou o objeto alvo.

Como resultado, a equipa acredita que tais dispositivos não só ajudarão a desenvolver "remendos" para monitorizar os valores biológicos, mas também abrirão um caminho para uma interface homem-máquina mais eficiente.

A equipa prevê que tais adesivos possam ser ligados a um dispositivo externo através da simples aplicação da pele sintética, sem mais demoras, e que uma pessoa possa permanecer ligada a outro dispositivo durante dias sem precisar de mais nada.

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