Os cientistas desenvolveram um método para fabricar um novo tipo de sensores biométricos — adaptáveis e ecológicos — que podem ser impressos numa diversa gama de superfícies biológicas, quer se trate de um dedo ou de uma pétala de flor.
Num novo estudo, publicado recentemente na Nature Eletronics, os investigadores inspiraram-se na seda de aranha, que pode adaptar-se e aderir a um conjunto de superfícies, na formulação do método.
Estas sedas também incorporam bioeletrónica, de modo a que possam ser acrescentadas à “teia” diferentes capacidades de deteção.
A descoberta abre portas ao desenvolvimento de um novo tipo de sensores biométricos, menos intrusivos do que os atualmente usados, por exemplo, nos smartwatches.
Segundo o Ciencia Plus, as fibras são pelo menos 50 vezes mais pequenas do que um fio de cabelo humano, e tão leves que os investigadores as imprimiram diretamente na cabeça de um dente-de-leão sem colapsar a sua estrutura.
“Se quisermos sentir com precisão qualquer coisa numa superfície biológica como a pele ou uma folha, a interface entre o dispositivo e a superfície é essencial”, afirma o líder do estudo Yan Huang, em comunicado.
“Queremos também que a bioelectrónica seja completamente impercetível para o utilizador, para que não interfira de forma alguma com a forma como interage com o mundo, e queremos que seja sustentável e com poucos resíduos”, acrescenta Huang.
A impressão 3D é também outra via potencial para a bioeletrónica, uma vez que produz menos desperdícios do que outros métodos de produção, mas forma dispositivos mais espessos que podem interferir com o comportamento normal.
No estudo, a equipa desenvolveu uma nova forma de criar produtos de bioelectrónica de alto desempenho que pode ser personalizada para uma vasta gama de superfícies biológicas, desde a ponta de um dedo até à cabeça de um dente-de-leão, imprimindo-a diretamente nessa superfície.
Os investigadores criaram a sua “seda de aranha” bioelectrónica a partir de PEDOT:PSS — um polímero condutor biocompatível, ácido hialurónico e óxido de polietileno.
As fibras de alto desempenho foram produzidas a partir de uma solução à base de água à temperatura ambiente, o que permitiu aos investigadores controlar a “capacidade de fiação” das fibras.
Os investigadores desenvolveram uma abordagem de centrifugação orbital para permitir que as fibras se transformassem em superfícies vivas, até mesmo em microestruturas como as impressões digitais.
Os testes das fibras bioelectrónicas, em superfícies que incluíam dedos humanos e cabeças de dente-de-leão, mostraram que estas proporcionavam um desempenho de sensor de alta qualidade, sendo impercetíveis para o hospedeiro.
“A nossa abordagem de fiação permite que as fibras bioelectrónicas sigam a anatomia de diferentes formas, tanto à escala micro como macro, sem necessidade de qualquer reconhecimento de imagem”, afirmou o primeiro autor do estudo Wenyu Wang.
“Isto abre um ângulo totalmente diferente em termos da forma como a eletrónica e os sensores sustentáveis podem ser fabricados. É uma forma muito mais fácil de produzir sensores de grande área”, conclui Wang.
Os investigadores afirmam que os dispositivos poderão ser utilizados em aplicações que vão desde a monitorização da saúde e da realidade virtual até à agricultura de precisão e à monitorização ambiental.
No futuro, outros materiais funcionais poderão ser incorporados neste método de impressão de fibras, para construir sensores de fibra integrados para aumentar os sistemas de computação e conversão de energia.
