Investigadores desenvolvem sensores adaptáveis

Capazes de se ajustarem a diferentes superfícies, de dedos humanos a flores, os sensores desenvolvidos na Universidade de Cambridge podem ser aplicados nas áreas da saúde, realidade virtual e têxteis eletrónicos.

[©Universidade de Cambridge]

Investigadores da Universidade de Cambridge criaram sensores adaptáveis e ecológicos que podem ser impressos diretamente em diversas superfícies biológicas, desde dedos humanos até pétalas de flores. Inspirados pela seda de aranha, estes sensores bioeletrónicos oferecem uma nova abordagem para a monitorização contínua de indicadores de saúde e outras aplicações tecnológicas.

Os novos sensores são compostos por fibras que são pelo menos 50 vezes mais finas do que um fio de cabelo humano. Estas fibras leves podem ser impressas diretamente sobre superfícies delicadas, como as sementes de um dente-de-leão, sem danificar a sua estrutura. Quando aplicadas na pele humana, adaptam-se perfeitamente, expondo os poros do suor e tornando-se impercetíveis ao utilizador.

Os sensores são produzidos a partir de uma solução aquosa de PEDOT

(um polímero condutor biocompatível), ácido hialurónico e óxido de polietileno, à temperatura ambiente. Este método de produção tem baixas emissões de carbono e um reduzido desperdício, permitindo a produção de sensores de alto desempenho que podem ser facilmente lavados quando atingem o fim de sua vida útil, gerando menos de um miligrama de resíduos.

«A nossa abordagem de fiação permite que as fibras bioeletrónicas sigam a anatomia de diferentes formas, tanto a micro como macro escala, sem a necessidade de qualquer reconhecimento de imagem», explica Andy Wang, da equipa de investigação. «Isso abre um ângulo totalmente diferente em termos de como a eletrónica e os sensores sustentáveis ​​podem ser feitos. É uma maneira muito mais fácil de produzir sensores com grandes áreas», acrescenta.

Os sensores impressos diretamente na pele podem ser usados para monitorização contínua de parâmetros de saúde, melhor compreensão das sensações da pele e melhoria da sensação de realidade em aplicações de jogos e realidade virtual.

Embora existam tecnologias vestíveis com sensores incorporados, como os smartwatches, estes dispositivos são frequentemente desconfortáveis e interferem com as sensações naturais da pele. A abordagem desenvolvida pela equipa de Cambridge visa superar essas limitações, oferecendo sensores que são completamente impercetíveis e sustentáveis.

A professora Yan Yan Shery Huang, do Departamento de Engenharia da Universidade de Cambridge, que liderou a pesquisa, destaca que «se queremos sensores que se adaptem a superfícies biológicas como a pele ou uma folha, a interface entre o dispositivo e a superfície é crucial», que acrescenta que a sustentabilidade e a impercetibilidade da bioeletrónica é fundamental para não interferir na interação do utilizador com o mundo.

As fibras bioelectrónicas, que são reparáveis, podem ser simplesmente lavadas quando atingem o fim da sua vida útil e geram menos de um miligrama de resíduos, em comparação, uma única carga típica de roupa produz entre 600 e 1.500 miligramas de resíduos de fibra.

«Com a nossa técnica simples de produção, podemos colocar sensores em praticamente qualquer lugar e repará-los onde e quando necessário, sem precisar de uma grande máquina de impressão ou de uma instalação centralizada de produção», salienta Yan Yan Shery Huang. «Esses sensores podem ser feitos sob encomenda, exatamente onde são necessários, e geram o mínimo de resíduos e emissões», conclui.

Os sensores produzidos por esta técnica têm potencial para serem utilizados em diversas áreas, incluindo monitorização da saúde, realidade virtual, têxteis eletrónicos e monitorização ambiental.

O estudo, publicado na revista Nature Electronics, teve o apoio do Conselho Europeu de Investigação, do Wellcome, da Royal Society e do Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas do Reino Unido. A tecnologia está a ser comercializada com o apoio da Cambridge Enterprise, o braço de comercialização da Universidade de Cambridge.