Pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder desenvolveram um novo tipo de “pele eletrônica” maleável, autocura e totalmente reciclável, que tem aplicações que vão desde robótica e desenvolvimento de próteses até melhores dispositivos biomédicos.
A pele eletrônica, conhecida como e-skin, é um material fino e translúcido que pode imitar a função e as propriedades mecânicas da pele humana. Um número de diferentes tipos e tamanhos de e-skins vestíveis estão sendo desenvolvidos em laboratórios em todo o mundo, à medida que os pesquisadores reconhecem seu valor em diversas áreas médicas, científicas e de engenharia.
O novo CU Boulder e-skin possui sensores embutidos para medir pressão, temperatura, umidade e fluxo de ar, disse o professor assistente Jianliang Xiao, que lidera o trabalho de pesquisa com o professor associado de química e bioquímica CU Boulder, Wei Zhang. Ele tem várias propriedades distintivas, incluindo um novo tipo de polímero de rede dinâmica ligado covalentemente, conhecido como poliimina que foi revestido com nanopartículas de prata para fornecer melhor resistência mecânica, estabilidade química e condutividade elétrica.
“O que é único aqui é que a ligação química da poliimina que usamos permite que a e-skin seja autocurativa e totalmente reciclável à temperatura ambiente”, disse Xiao. “Considerando os milhões de toneladas de lixo eletrônico gerado em todo o mundo a cada ano, a reciclabilidade de nossa e-skin faz um bom sentido econômico e ambiental.”
Um artigo sobre o assunto foi publicado hoje na revista Science Advances . Co-autores do estudo incluem Zhanan Zou e Yan Li de engenharia mecânica e Chengpu Zhu e Xingfeng Lei de química e bioquímica. O estudo foi financiado em parte pela National Science Foundation.
Muitas pessoas estão familiarizadas com o filme O Exterminador do Futuro, em que a pele do principal vilão do filme é “curada novamente” apenas alguns segundos depois de ser baleada, espancada ou atropelada, disse Zhang. Embora o novo processo não seja tão dramático, a cura da e-skin cortada ou quebrada, incluindo os sensores, é feita usando uma mistura de três compostos comercialmente disponíveis em etanol, disse ele.
Outro benefício do novo CU Boulder e-skin é que ele pode ser facilmente adaptado a superfícies curvas, como braços humanos e mãos robóticas, aplicando calor moderado e pressão a ele sem introduzir tensões excessivas.
“Digamos que você queria um robô para cuidar de um bebê”, disse Zhang. “Nesse caso, você integraria a e-skin nos dedos do robô que podem sentir a pressão do bebê. A idéia é tentar imitar a pele biológica com e-skin que tenha as funções desejadas.”
Para reciclar a pele, o dispositivo é mergulhado em solução de reciclagem, fazendo os polímeros se degradarem em oligômeros (polímeros com grau de polimerização geralmente abaixo de 10) e monômeros (pequenas moléculas que podem ser unidas em polímeros) que são solúveis em etanol. As nanopartículas de prata afundam no fundo da solução.
“A solução reciclada e as nanopartículas podem ser usadas para fazer uma nova e funcional pele”, disse Xiao.
