Pesquisadores das universidades suecas de Linköping e Lund demonstraram que a luz visível pode ser usada para fazer eletrodos de plástico condutor sem a necessidade de produtos químicos perigosos. Seus resultados mostram que esses eletrodos podem ser produzidos em uma variedade de superfícies, abrindo oportunidades para novos tipos de tecnologias eletrônicas e de detecção médica.
“Acho que é um avanço. É outra maneira de fabricar eletrônicos que é fácil e não requer nenhum equipamento caro”, disse Xenophon Strakosas, professor assistente do Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping, LOE.
Plásticos condutores e seu papel na eletrônica
Os cientistas da LOE concentram-se em plásticos condutores, também conhecidos como polímeros conjugados, para avançar em campos como energia renovável e tecnologia médica. Esses materiais combinam as qualidades funcionais dos metais e semicondutores com a flexibilidade e o peso leve dos plásticos.
Os polímeros são constituídos por longas cadeias de hidrocarbonetos. Cada unidade da cadeia é chamada de monômero e a ligação desses monômeros forma um polímero. O processo de formação, conhecido como polimerização, é frequentemente realizado com produtos químicos fortes ou tóxicos, o que limita tanto o dimensionamento quanto o uso seguro dos materiais em áreas como a medicina.
A luz visível permite um processo de polimerização sem produtos químicos
Pesquisadores do Campus Norrkoping, em colaboração com Lund e colegas em Nova Jersey, desenvolveram uma técnica que permite que a polimerização ocorra usando apenas luz visível. Este avanço depende de monômeros solúveis em água especialmente projetados. Como os monômeros são ativados sob luz visível, a fabricação dos eletrodos não requer mais produtos químicos tóxicos, luz UV prejudicial ou etapas adicionais de processamento.
“É possível fazer eletrodos em diferentes superfícies, como vidro, têxteis e até pele. Isso abre uma gama muito maior de aplicações”, diz Xenophon Strakosas.
Padronização direta de eletrodo com luz
Na utilização prática, uma solução constituída por monómeros 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 quando necessário. Qualquer porção da solução que não sofra polimerização pode ser removida, deixando para trás os eletrodos acabados.
“As propriedades elétricas do material estão na vanguarda. Como o material pode transportar elétrons e íons, ele pode interagir com o corpo de uma forma natural, e sua química suave garante que o tecido o tolere – uma combinação que é crucial para aplicações médicas”, disse Tobias Abrahamsson, pesquisador da LOE e autor principal do artigo da revista. Química Aplicada.
Gravação avançada de sinais cerebrais e aplicações futuras
A equipe avaliou seu método por meio de eletrodos de fotopadrão diretamente na pele de camundongos anestesiados. Esses experimentos revelaram um registro significativamente melhor da atividade cerebral de baixa frequência do que os eletrodos de EEG de metal convencionais.
“Como o método funciona em diferentes superfícies, é possível imaginar sensores embutidos nas roupas. Além disso, o método pode ser usado para produção em larga escala de circuitos eletrônicos orgânicos sem solventes perigosos”, diz Tobias Abrahamsson.
A luz visível pode ser usada para fazer eletrodos de plásticos condutores completamente sem produtos químicos perigosos. Isto é demonstrado num novo estudo conduzido por investigadores das Universidades de Linköping e Lund, na Suécia. Os eletrodos podem ser fabricados em uma variedade de superfícies, o que abre um novo tipo de sensores eletrônicos e médicos.
“Acho que é um avanço. É outra maneira de fabricar eletrônicos que é fácil e não requer nenhum equipamento caro”, disse Xenophon Strakosas, professor assistente do Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping, LOE.
Os investigadores da LOE estão a trabalhar com plásticos condutores, também conhecidos como polímeros conjugados, para desenvolver novas tecnologias em áreas como a medicina e as energias renováveis. Os polímeros conjugados combinam as propriedades elétricas dos metais e semicondutores com a flexibilidade dos plásticos.
Os polímeros consistem em longas cadeias de hidrocarbonetos. Cada elo da cadeia é chamado de monômero. Quando os monômeros estão ligados, 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 ampliar o processo e usar tecnologias como a medicina.
Os pesquisadores do Campus Norrkoping, juntamente com colegas de Lund e Nova Jersey, conseguiram agora desenvolver um método onde a polimerização pode ocorrer usando apenas luz visível. Isso é possível devido a monômeros solúveis em água especialmente projetados e desenvolvidos pelos pesquisadores. Assim, não são necessários produtos químicos tóxicos, luz UV prejudicial ou processos subsequentes para fabricar os eletrodos.
“É possível fazer eletrodos em diferentes superfícies, como vidro, têxteis e até pele. Isso abre uma gama muito maior de aplicações”, diz Xenophon Strakosas.
Na prática, a solução contendo o monómero pode ser colocada num substrato. Por exemplo, utilizando um laser ou outra fonte de luz, é possível criar eletrodos em padrões complexos diretamente na superfície. A solução não polimerizada pode então ser lavada e os eletrodos permanecem.
“As propriedades elétricas do material estão na vanguarda. Como o material pode transportar elétrons e íons, ele pode interagir com o corpo de uma forma natural, e sua química suave garante que o tecido o tolere – uma combinação que é crucial para aplicações médicas”, disse Tobias Abrahamsson, pesquisador da LOE e autor principal do artigo da revista. Química Aplicada.
Os pesquisadores testaram a tecnologia modelando eletrodos diretamente na pele de ratos anestesiados. Os resultados mostram uma clara melhoria no registro da atividade cerebral de baixa frequência em comparação com os eletrodos de EEG metálicos tradicionais.
“Como o método funciona em diferentes superfícies, é possível imaginar sensores embutidos nas roupas. Além disso, o método pode ser usado para produção em larga escala de circuitos eletrônicos orgânicos sem solventes perigosos”, diz Tobias Abrahamsson.
