Uma capa eletrônica de hidrogel usada em um pulso humano com controle contínuo e registro de dados por meio de um telefone celular. A capa inteligente de hidrogel consiste em uma unidade flexível e reutilizável com fonte de alimentação, ao controle, leitura e comunicação sem fio, e um extensível, lote de transdutor descartável com quatro elementos de aquecimento e sensores de temperatura. Os hidrogéis podem transportar líquidos de e para a pele, por exemplo, fornecimento de medicação solúvel em água ou remoção de suor. Crédito:Soft Electronics Laboratory, Linz Institute of Technology
(Phys.org) —Uma equipe de pesquisadores da Johannes Kepler University Linz desenvolveu um novo tipo de cola que pode ser usada para unir hidrogéis a outros objetos duros ou macios. Em seu artigo publicado no site de acesso aberto Avanços da Ciência , o grupo explica seu processo de desenvolvimento, a estrutura da cola, como funciona e de que maneiras.
Hidrogéis, como o nome sugere, são materiais feitos principalmente de água. Eles são tipicamente emborrachados e freqüentemente elásticos. Muitos deles foram desenvolvidos para permitir a criação de materiais que são mais semelhantes aos encontrados em criaturas vivas. Alguns exemplos incluem lentes de contato gelatinosas, substituição de osso mole nas vértebras e até robôs gelatinosos. Mas uma coisa que tem impedido as aplicações mais avançadas é a incapacidade de colar ou unir hidrogéis a outros objetos de maneira a dobrar ou esticar, ou mesmo para fixar bem em objetos duros. Neste novo esforço, os pesquisadores relatam que desenvolveram uma cola que resolve esse problema.
Os pesquisadores começaram investigando a possibilidade de usar supercola, o adesivo doméstico comum. Mas eles descobriram que não funcionaria porque, quando seca, torna-se difícil, o que significa que quando dois materiais elásticos são unidos, a cola racha quando ambas são esticadas. Isso os levou a concluir que o que era necessário era um não solvente - um material que não se dissolvesse na cola e evitasse que ela endurecesse. O resultado, os relatórios da equipe, é uma cola feita com cianoacrilatos (os aderentes em supercola) diluída com um não solvente. Quando é aplicado a duas superfícies, os pesquisadores explicam, ele se difunde em suas camadas externas e é acionado para polimerizar pelo conteúdo de água, como em um hidrogel. Dito de outra forma, eles dizem que a cola fica emaranhada com as cadeias de polímero em um gel, criando um vínculo muito forte - e até agora, funcionou muito bem.
A equipe testou sua cola em uma variedade de produtos - colando um hidrogel a um modelo de vértebra, por exemplo. Eles descobriram que ele também se ligaria especialmente bem a um elastômero. Eles usaram a cola para criar um pedaço de pele eletrônica sobre a qual puderam colar coisas como um processador, bateria e sensor de temperatura.
A pele eletrônica do hidrogel. Os hidrogéis podem transportar líquidos de e para a pele, por exemplo, fornecimento de medicação solúvel em água ou remoção de suor. Crédito:Soft Electronics Laboratory, Linz Institute of Technology
Demonstração de flexão, ondulação, alongamento e compressão do hidrogel com sensores e atuadores. Crédito:Soft Electronics Laboratory, Linz Institute of Technology
O hidrogel e-skin é controlado e os dados são lidos continuamente por meio de um telefone celular, aqui montado em uma unidade de alongamento feita sob medida com todos os aquecedores ativados. Crédito:Soft Electronics Laboratory, Linz Institute of Technology
As fotos mostram um teste de peeling, com um hidrogel (verde) instantaneamente resistente a um substrato de PMMA (polimetilmetacrilato). Um forro serve como um suporte rígido. A rachadura no hidrogel ocorre perpendicularmente à direção do descascamento. Crédito:Soft Electronics Laboratory, Linz Institute of Technology
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