Eletrodos Luminosos Transformam Pele e Roupas em Sensores

“Acredito que isso seja um verdadeiro avanço. É uma nova forma de criar eletrônica que é mais simples e não requer equipamentos caros”, diz Xenofon Strakosas, professor assistente do Laboratório de Eletrônica Orgânica (LOE) na Universidade de Linköping.

Plásticos Condutores e Seu Papel na Eletrônica

Cientistas do LOE concentram-se em plásticos condutores, também conhecidos como polímeros conjugados, para avançar em áreas como energia renovável e tecnologia médica. Esses materiais combinam as qualidades funcionais de metais e semicondutores com a flexibilidade e leveza dos plásticos.

Os polímeros são compostos por longas cadeias de hidrocarbonetos. Cada unidade na cadeia é chamada de monômero, e a ligação desses monômeros cria um polímero. O processo de formação, conhecido como polimerização, é frequentemente realizado com produtos químicos fortes ou tóxicos, o que limita tanto a escalabilidade quanto o uso seguro dos materiais em áreas como medicina.

A Luz Visível Permite um Processo de Polimerização Sem Químicos

Pesquisadores do Campus Norrköping, em colaboração com colegas de Lund e Nova Jersey, desenvolveram uma técnica que permite a polimerização ocorrer utilizando apenas luz visível. Esse avanço depende de monômeros solúveis em água especialmente projetados. Como os monômeros se ativam sob luz visível, a criação de eletrodos não requer mais produtos químicos tóxicos, luz UV prejudicial ou etapas adicionais de processamento.

“É possível criar eletrodos em diferentes superfícies, como vidro, têxteis e até mesmo pele. Isso abre uma gama muito mais ampla de aplicações”, diz Xenofon Strakosas.

Criação de Padrões de Eletrodos Diretamente com Luz

Na prática, uma solução contendo os monômeros é colocada sobre uma superfície. Ao direcionar um laser ou outra fonte de luz através do material, os pesquisadores podem formar eletrodos em padrões detalhados exatamente onde são necessários. Qualquer parte da solução que não passa pela polimerização pode ser lavada, deixando os eletrodos concluídos.

“As propriedades elétricas do material estão na vanguarda. Como o material pode transportar tanto elétrons quanto íons, ele pode se comunicar com o corpo de maneira natural, e sua química suave garante que o tecido o tolere — uma combinação crucial para aplicações médicas”, diz Tobias Abrahamsson, pesquisador do LOE e autor principal do artigo publicado na revista científica Angewandte Chemie.

Registro Aprimorado de Sinais Cerebrais e Aplicações Futuras

A equipe avaliou sua abordagem ao fotopadrãoizar eletrodos diretamente na pele de camundongos anestesiados. Esses testes revelaram gravações significativamente melhores da atividade cerebral de baixa frequência em comparação com eletrodos de EEG metálicos convencionais.

“Como o método funciona em muitas superfícies diferentes, você também pode imaginar sensores embutidos em vestuário. Além disso, o método poderia ser utilizado para a fabricação em larga escala de circuitos eletrônicos orgânicos, sem solventes perigosos”, diz Tobias Abrahamsson.

A luz visível pode ser usada para criar eletrodos a partir de plásticos condutores completamente sem produtos químicos perigosos. Isso é demonstrado em um novo estudo realizado por pesquisadores das universidades de Linköping e Lund, na Suécia. Os eletrodos podem ser criados em diferentes tipos de superfícies, o que abre caminho para um novo tipo de eletrônica e sensores médicos.

“Acredito que isso seja um verdadeiro avanço. É uma nova forma de criar eletrônica que é mais simples e não requer equipamentos caros”, diz Xenofon Strakosas, professor assistente do Laboratório de Eletrônica Orgânica (LOE) na Universidade de Linköping.

Os pesquisadores do LOE estão trabalhando com plásticos condutores, também conhecidos como polímeros conjugados, para desenvolver novas tecnologias em áreas como medicina e energia renovável. Os polímeros conjugados combinam as propriedades elétricas de metais e semicondutores com a flexibilidade dos plásticos.

Os polímeros consistem em longas cadeias de hidrocarbonetos. Cada elo na cadeia é chamado de monômero. Quando os monômeros são conectados, os polímeros são formados. O processo, denominado polimerização, é frequentemente realizado com produtos químicos fortes e, às vezes, tóxicos, o que limita a capacidade de escalar o processo e usar a tecnologia, por exemplo, na medicina.

Os pesquisadores do Campus Norrköping, juntamente com colegas de Lund e Nova Jersey, agora conseguiram criar um método onde a polimerização pode ocorrer utilizando apenas luz visível. Isso é possível devido a monômeros solúveis em água especialmente projetados pelos pesquisadores. Assim, não são necessários produtos químicos tóxicos, luz UV prejudicial ou processos subsequentes para criar os eletrodos.

“É possível criar eletrodos em diferentes superfícies, como vidro, têxteis e até mesmo pele. Isso abre uma gama muito mais ampla de aplicações”, diz Xenofon Strakosas.

Na prática, a solução contendo os monômeros pode ser colocada sobre um substrato. Usando, por exemplo, um laser ou outra fonte de luz, é possível criar eletrodos em padrões intrincados diretamente na superfície. A solução que não for polimerizada pode então ser enxaguada, e os eletrodos permanecem.

“As propriedades elétricas do material estão na vanguarda. Como o material pode transportar tanto elétrons quanto íons, ele pode se comunicar com o corpo de maneira natural, e sua química suave garante que o tecido o tolere — uma combinação crucial para aplicações médicas”, diz Tobias Abrahamsson, pesquisador do LOE e autor principal do artigo publicado na revista científica Angewandte Chemie.

Os pesquisadores testaram a tecnologia fotopadrãoizando eletrodos diretamente na pele de camundongos anestesiados. Os resultados mostram uma clara melhoria na gravação da atividade cerebral de baixa frequência em comparação com eletrodos de EEG metálicos tradicionais.

“Como o método funciona em muitas superfícies diferentes, você também pode imaginar sensores embutidos em vestuário. Além disso, o método poderia ser utilizado para a fabricação em larga escala de circuitos eletrônicos orgânicos, sem solventes perigosos”, diz Tobias Abrahamsson.