Pesquisadores da Universidade de Linköping e da Universidade de Lund, na Suécia, demonstraram que a luz visível pode ser usada para formar eletrodos de plásticos condutores sem a necessidade de produtos químicos perigosos. Seus resultados mostram que esses eletrodos podem ser produzidos em diversas superfícies, criando oportunidades para novas tecnologias de detecção eletrônica e médica.
“Acho que isto é um avanço”, disse Xenofon Strakosas, professor assistente do Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping. “É outra forma de fabricar eletrônicos que é mais simples e não requer nenhum equipamento caro”.
Plásticos condutores e seu papel na eletrônica
Os cientistas da LOE concentram-se na pesquisa de plásticos condutores, também conhecidos como polímeros conjugados, para avançar em áreas como energia renovável e tecnologia médica. Esses materiais combinam as qualidades funcionais dos metais e semicondutores com a flexibilidade e leveza dos plásticos.
Os polímeros são compostos de hidrocarbonetos de cadeia longa. Cada unidade da cadeia é chamada de monômero e esses monômeros são conectados para formar um polímero. O processo de formação, denominado polimerização, muitas vezes é realizado com produtos químicos fortes ou tóxicos, o que limita a incrustação e o uso seguro do material em áreas como a medicina.
A luz visível permite um processo de polimerização sem produtos químicos
Pesquisadores do campus de Norrköping, trabalhando com colegas em Lund e 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, não são necessários produtos químicos tóxicos, raios UV prejudiciais ou etapas extras de processamento para fabricar os eletrodos.
“Os eletrodos podem ser criados em diferentes superfícies, como vidro, têxteis e até mesmo pele. Isso abre uma gama mais ampla de aplicações”, diz Xenofon Strakosas.
Padronização de eletrodos diretamente com luz
Na utilização real, uma solução contendo o monômero é colocada na superfície. Ao direcionar um laser ou outra fonte de luz através do material, os pesquisadores podem formar padrões detalhados de eletrodos quando necessário. Qualquer porção não polimerizada da solução pode ser removida, deixando para trás o eletrodo acabado.
Tobias Abrahamsson, pesquisador da LOE e principal autor do artigo publicado na revista científica, disse: “As propriedades elétricas do material estão na vanguarda. Como o material pode transportar elétrons e íons, ele pode se comunicar com o corpo de forma natural, e sua química suave garante que os tecidos possam tolerá-lo – uma combinação que é crucial para aplicações médicas”. química aplicada.
Gravação aprimorada de sinais cerebrais e aplicações futuras
A equipe avaliou seu método colocando eletrodos com padrões de luz diretamente na pele de ratos anestesiados. Esses testes mostraram que a atividade cerebral de baixa frequência foi registrada significativamente melhor do que com eletrodos de EEG de metal tradicionais.
“Como o método funciona em muitas superfícies diferentes, você também poderia imaginar ter sensores embutidos nas roupas. Além disso, o método poderia ser usado para fabricação em larga escala de circuitos eletrônicos orgânicos sem a necessidade de solventes perigosos”, diz Tobias Abrahamsson.
A luz visível pode ser usada para criar eletrodos a partir de plásticos condutores, eliminando completamente a necessidade de produtos químicos perigosos. Um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Linköping e da Universidade de Lund, na Suécia, mostra isso. Os eletrodos podem ser criados em diferentes tipos de superfícies, abrindo caminho para novos tipos de sensores eletrônicos e médicos.
“Acho que isto é um avanço”, disse Xenofon Strakosas, professor assistente do Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping. “É outra forma de fabricar eletrônicos que é mais simples e não requer nenhum equipamento caro”.
Os investigadores da LOE estão a estudar 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 são compostos de hidrocarbonetos de cadeia longa. Cada elo da cadeia é chamado de monômero. Quando os monômeros se unem, um polímero é formado. O processo, denominado polimerização, é frequentemente realizado com produtos químicos poderosos e por vezes tóxicos, o que limita a capacidade de ampliar o processo e utilizar a tecnologia em áreas como a medicina.
Pesquisadores do campus de Norrkoping, juntamente com colegas em Lund e Nova Jersey, conseguiram agora criar um método no qual a polimerização pode ocorrer usando apenas luz visível. Isso é possível graças a monômeros solúveis em água especialmente desenvolvidos pelos pesquisadores. Como resultado, não são necessários produtos químicos tóxicos, raios UV prejudiciais ou processos subsequentes para fabricar os eletrodos.
“Os eletrodos podem ser criados em diferentes superfícies, como vidro, têxteis e até mesmo pele. Isso abre uma gama mais ampla de aplicações”, diz Xenofon Strakosas.
Na verdade, uma solução contendo monômeros pode ser colocada no substrato. Por exemplo, usando um laser ou outra fonte de luz, padrões complexos de eletrodos podem ser criados diretamente na superfície. A solução não polimerizada pode então ser enxaguada e o eletrodo retido.
Tobias Abrahamsson, pesquisador da LOE e principal autor do artigo publicado na revista científica, disse: “As propriedades elétricas do material estão na vanguarda. Como o material pode transportar elétrons e íons, ele pode se comunicar com o corpo de forma natural, e sua química suave garante que os tecidos possam tolerá-lo – uma combinação que é crucial para aplicações médicas”. química aplicada.
Os pesquisadores testaram a tecnologia colocando eletrodos com padrões de luz diretamente na pele de ratos anestesiados. Os resultados mostraram um registro significativamente melhorado da atividade cerebral de baixa frequência em comparação com os eletrodos de EEG de metal tradicionais.
“Como o método funciona em muitas superfícies diferentes, você também poderia imaginar ter sensores embutidos nas roupas. Além disso, o método poderia ser usado para fabricação em larga escala de circuitos eletrônicos orgânicos sem a necessidade de solventes perigosos”, diz Tobias Abrahamsson.
