Criado transístor de estado líquido, que poderá viabilizar lab-on-a-chip

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/04/2007

Quando se fala da convergência entre a biologia e a eletrônica, logo vêem à mente dispositivos biônicos, implantes cerebrais e nano-robôs capazes de entrar pelo corpo humano adentro, recolhendo amostras de tecidos para biópsias e até fazendo cirurgias.

Mas um campo tão promissor quanto todos esses, e com um enorme potencial de auxiliar principalmente no atendimento a comunidades carentes e distantes dos grandes centros, é a chamada microfluídica - uma área que estuda a manipulação de líquidos em micro-escala.

Lab-on-a-chip

A tecnologia mais significativa nessa área são os microlaboratórios - ou lab-on-a-chip na expressão em inglês, verdadeiros laboratórios de análises clínicas contidos no interior de um circuito parecido com os microprocessadores dos computadores.

No interior desses biochips, minúsculos canais são utilizados para guiar quantidades infinitamente pequenas de líquidos - por exemplo, uma gota de sangue - rumo a reagentes que examinarão a existência de contaminação ou a presença de vírus, bactérias e bacilos. Desta forma, um exame laboratorial, que hoje leva dias para ficar pronto, poderá dar o resultado em poucos minutos ou, no máximo, em algumas horas. E no próprio local onde está o paciente. Isso é essencial para o atendimento a comunidades carentes e sem acesso a sofisticados laboratórios clínicos.

Para que os lab-on-a-chip tornem-se uma realidade cotidiana, contudo, ainda restam alguns desafios tecnológicos a serem vencidos. O principal deles é que a informação contida no líquido - na gota de sangue, no nosso exemplo - deve ser traduzida em termos de sinais elétricos que possam ser lidos por um dispositivo eletrônico.

Os cientistas já descobriram formas de fazer essa interpretação dos sinais de forma puramente óptica (veja Avanço óptico poderá facilitar advento dos biochips e Fluido inteligente pode ser controlado pela luz) ou utilizando técnicas híbridas envolvendo a excitação óptica e corantes fluorescentes.

Transístor líquido

Agora, pesquisadores da Universidade de Cincinnati, Estados Unidos, criaram o primeiro transístor de estado líquido, que poderá finalmente unir biologia e eletrônica no interior dos lab-on-a-chip, sem a necessidade de aparatos intermediários, que encarecem sua fabricação e restringem sua miniaturização.

Batizado de LiquiFET, o transístor de estado líquido funciona como um transístor FET ("Field Effect Transistor") tradicional. Andrew Steckl e Duk Young Kim construíram o transístor líquido utilizando a técnica de eletroumectação ("electrowetting"), a mesma utilizada para a fabricação do papel eletrônico (veja Novo "papel eletrônico" é capaz de mostrar filmes).

Como o LiquiFET opera em estado líquido, ele consegue converter diretamente as informações do fluido em sinais eletrônicos, que podem ser mensurados, comparados com padrões e mostrados em um visor.

O transístor de estado líquido também poderá vir a ser utilizado em implantes médicos, já que, sendo líquido como a maior parte do organismo humano, ele evitará problemas de rejeição.

Outra área que poderá se beneficiar é justamente aquela do papel eletrônico ou dos grandes painéis de tela plana que estão substituindo os tradicionais aparelhos de TV de tubos de raios catódicos (CRT).

Componente eletrônico de estado líquido

O transístor de estado líquido foi construído colocando-se uma camada dielétrica entre dois eletrodos. A seguir foi adicionada uma camada com um fluoropolímero para funcionar como isolante hidrofóbico. Uma gota de água, contendo cloreto de potássio para dar melhor condutibilidade elétrica, e uma gota de óleo dodecane completaram o componente.

Graças ao efeito de eletroumectação dos líquidos combinados, quando uma tensão é aplicada sobre a superfície, o óleo é deslocado e a água toca a superfície hidrofóbica. A corrente então consegue fluir ao longo do transístor.

Da mesma forma que em um transístor FET tradicional, a corrente aumenta à medida que a tensão aplicada na porta do transístor se eleva. Quando a energia é desligada, o óleo volta à sua posição original, interrompendo a corrente.

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