Pele eletrônica multissensorial consegue detectar até bactérias

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/05/2022

Fabricada na forma de um revestimento, a pele multissensorial poderá ser aplicada em robôs e próteses.
[Imagem: Lunghammer - TU Graz]

Pele eletrônica

Uma nova "pele inteligente" promete dar a próteses e robôs um novo nível de sensibilidade, muito mais parecida com a da pele humana do que qualquer protótipo construído até hoje.

A pele detecta pressão, umidade e temperatura simultaneamente, produzindo sinais eletrônicos que podem ser interpretados em tempo real pelos equipamentos.

Um material com propriedades multissensoriais é uma espécie de "santo graal" na tecnologia de materiais artificiais inteligentes. Em particular, a robótica e as próteses se beneficiariam amplamente de um sistema de detecção mais integrado e mais preciso, que conseguisse imitar de perto a pele humana.

"As primeiras amostras da pele artificial têm seis micrômetros de espessura, ou 0,006 milímetro. Mas ela pode ser ainda mais fina," disse a professora Anna Maria Coclite, da Universidade de Graz, na Áustria. Para comparação, a epiderme humana tem entre 0,03 e 2 milímetros de espessura.

E, segundo a equipe, a pele inteligente tem uma resolução mil vezes maior do que a da pele humana, podendo registrar objetos tão pequenos quanto microrganismos.

A fabricação da pele inteligente é compatível com os processos usados em escala industrial.
[Imagem: Taher Abu Ali et al. - 10.1002/admt.202200246]

Sensibilidade robótica

Com 2.000 sensores individuais por milímetro quadrado, o material híbrido é ainda mais sensível do que a ponta de um dedo humano.

Cada um desses sensores consiste em uma combinação única de materiais: Um polímero responsivo, mantido no interior, e um invólucro de óxido de zinco, um material piezoelétrico. "O hidrogel pode absorver água e, assim, se expandir com as mudanças de umidade e temperatura. Ao fazer isso, ele exerce pressão sobre o óxido de zinco piezoelétrico, que responde a esse e a todos os outros estresses mecânicos com um sinal elétrico," explicou Coclite.

O resultado é um material fino que reage simultaneamente à força, umidade e temperatura com resolução espacial extremamente alta, relatando tudo na forma de sinais eletrônicos.

A equipe está de olho em vários campos de aplicação para o material híbrido tipo pele. Na área da saúde, por exemplo, essa pele sintética sensorial pode detectar microrganismos de forma independente e emitir alertas. Também são concebíveis próteses que forneçam ao usuário informações sobre temperatura ou umidade, ou robôs que podem perceber seu ambiente com mais sensibilidade.

No caminho para a aplicação prática, a pele inteligente tem uma vantagem importante: Os núcleos sensoriais são produzidos usando um processo de fabricação à base de vapor, uma técnica já está bem estabelecida em plantas de produção de circuitos integrados, por exemplo. A produção da pele inteligente pode assim ser facilmente escalonada e implementada em linhas de produção já existentes, garante a equipe.

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