Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven estão desenvolvendo um revestimento inteligente que libera e absorve vários fluidos ativamente, acionado por um sinal de rádio. Essa pele artificial é como um curativo que libera antibióticos sob demanda e absorve o excesso de fluidos das feridas, por exemplo. Esse material seria útil não apenas para o setor de saúde, como também para o campo da robótica e da realidade virtual.
A pesquisadora Danqing Liu, principal autora do artigo, e seu aluno de doutorado Yuanyuan Zhan, inspiraram-se na pele de seres vivos. A pele humana secreta óleo para se proteger de bactérias e suor para regular a temperatura corporal. Peixes secretam muco na pele para reduzir o atrito com a água e assim nadar mais rápido. Liu agora apresenta uma pele artificial: uma superfície inteligente que libera e absorve repetidamente substâncias sob estímulo ambiental (nesse caso, ondas de rádio). O ponto forte desse sistema é que, no âmbito de materiais inteligentes, a maioria limita-se à liberação passiva.
Existem inúmeras possíveis aplicações para isso. Curativos com esse material podem regular a administração de um medicamento e depois “recarregar” com uma medicação diferente. Robôs poderiam usar essa pele para “suar” e se resfriar, reduzindo a necessidade de ventiladores pesados em seus corpos. Máquinas poderiam liberar lubrificantes para peças mecânicas quando necessário, entre outras coisas.
O gerador (dir.) emite sinais de rádio e os direciona para o revestimento (esq.). As moléculas de cristal líquido giram para se orientar com a direção de viagem das ondas, extraindo o líquido dos poros (como visto no canto superior esquerdo). Imagem: Universidade de Tecnologia de Eindhoven
Parece uma esponja
O material é revestido com moléculas de cristal líquido, como as usadas em telas LCD. Essas moléculas têm propriedades responsivas. “Você pode imaginar isso como um material de comunicação”, explicou Liu. Ele se comunica com o ambiente e reage a estímulos”. Liu e sua equipe descobriram que as moléculas reagem a ondas de rádio: quando ativadas, elas se torcem para manter a orientação da viagem das ondas.
Sabendo disso, os pesquisadores inseriram numerosos poros do tamanho de micrômetros no revestimento. Uma vez preenchido com o líquido desejado, o sistema age como uma esponja. “Quando as ondas de rádio são ativadas, as moléculas de cristal líquido se movem na direção e, portanto, arrancam o líquido dos poros”, diz Liu. “O revestimento transpira mais à medida que o sinal de rádio se torna mais forte”.
As propriedades de reabsorção tornam o material ainda mais especial. Ele é capaz de reabsorver gotículas na superfície em apenas alguns segundos.
Seguro para tocar
Liu testou calor, eletricidade e luz para tentar ligar o dispositivo, mas os sinais de rádio foram os primeiros a funcionar. Para torná-lo seguro para manusear, Liu trabalha com ondas de baixa energia e radiação não ionizante, semelhantes a um sinal de Wi-Fi.
No entanto, segurança não é a única vantagem de usar sinais de rádio. Esse tipo de gatilho para o material também pode ser integrado diretamente em dispositivos robóticos, visto que eles já são alimentados por eletricidade de alta frequência.
Combinando ondas de rádio com luz
O próximo passo para os cientistas será carregar os poros com líquidos como antibióticos, álcool ou lubrificantes. Quando isso for feito, a fase seguinte será o recarregamento – que deve levar três anos para ser concluída. Liu estima que terá um primeiro modelo de curativo até 2025. “O desenvolvimento de um robô com pele artificial provavelmente levará muito mais tempo. Isso ocorre porque, próximo ao nosso próprio campo da ciência dos materiais, também precisamos de engenheiros para nos ajudar a construir o robô”, explicou a pesquisadora.
Com um projeto paralelo, Liu tenta combinar diferentes gatilhos. “Se conseguirmos combinar luz UV e ondas de rádio, seria possível escolher o estimulante mais adequado em cada momento. Por exemplo, quando exposto à luz solar ocorre a secreção, mas quando a luz solar não está acessível, mudamos para ondas de rádio”, concluiu.
Via: Tech Xplore
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