Pesquisadores na China fizeram um novo material condutor híbrido - parte de polímero elástico, parte de metal líquido - que pode ser dobrado e esticado à vontade. Os circuitos feitos com esse material podem assumir a maioria das formas bidimensionais e também não são tóxicos. O trabalho aparece em 14 de junho na nova revista interdisciplinar iScience .
"Estes são os primeiros componentes eletrônicos flexíveis que são altamente condutores e extensíveis, totalmente biocompatível, e capaz de ser fabricado convenientemente em escalas de tamanho com precisão de micro-recursos, "diz o autor sênior Xingyu Jiang, professor do Centro Nacional de Nanociência e Tecnologia. "Acreditamos que eles terão amplas aplicações tanto para dispositivos eletrônicos vestíveis quanto para dispositivos implantáveis."
O material que os pesquisadores criaram é chamado de condutor de metal-polímero (MPC), assim chamado porque é uma combinação de dois componentes com propriedades muito diferentes, mas igualmente desejáveis. Os metais, neste caso, não são sólidos condutores familiares, como cobre, prata, ou ouro, mas sim gálio e índio, que existem tão grossos, líquidos xaroposos que ainda permitem o fluxo de eletricidade. Os pesquisadores descobriram que a incorporação de globs desta mistura de metal líquido dentro de uma rede de suporte de polímero à base de silicone produziu materiais mecanicamente resilientes com condutividade suficiente para suportar o funcionamento dos circuitos.
De perto, a estrutura do MPC pode ser comparada a ilhas redondas de metal líquido flutuando em um mar de polímero, com um manto de metal líquido por baixo para garantir a condutividade total. Os pesquisadores testaram com sucesso diferentes formulações de MPC em uma variedade de aplicações, inclusive em sensores para luvas de teclado vestíveis e como eletrodos para estimular a passagem de DNA através das membranas de células vivas.
“As aplicações do MPC dependem dos polímeros, "diz o primeiro autor Lixue Tang, um estudante de pós-graduação no grupo de pesquisa de Jiang. "Fundimos polímeros superelásticos para fazer MPCs para circuitos extensíveis. Usamos polímeros biocompatíveis e biodegradáveis quando queremos MPCs para dispositivos implantáveis. No futuro, poderíamos até construir robôs leves combinando polímeros eletroativos. "
Em princípio, os autores afirmam que seu método de fabricação de MPCs, que envolve a impressão da tela e padronização microfluídica, pode acomodar qualquer geometria bidimensional, bem como diferentes espessuras e propriedades elétricas, dependendo das concentrações das tintas metálicas líquidas a serem pulverizadas. Essa versatilidade pode levar diretamente a aplicações biomédicas desejáveis, como adesivos flexíveis para identificar e atenuar doenças cardíacas.
"Queríamos desenvolver materiais biocompatíveis que pudessem ser usados para construir dispositivos vestíveis ou implantáveis para diagnosticar e tratar doenças sem comprometer a qualidade de vida, e acreditamos que este é o primeiro passo para mudar a forma como as doenças cardiovasculares e outras doenças são tratadas, "disse Jiang.
