Um fator importante que impede o desenvolvimento de biossensores vestíveis para monitoramento de saúde é a falta de um leve, fonte de alimentação de longa duração. Agora, cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst liderados pela química de materiais Trisha L. Andrew relatam que desenvolveram um método para fazer um sistema de armazenamento de carga que é facilmente integrado em roupas para "bordar um padrão de armazenamento de carga em qualquer roupa".

Como Andrew explica, "Baterias ou outros tipos de armazenamento de carga ainda são os componentes limitantes para a maioria dos portáteis, vestível, tecnologias ingeríveis ou flexíveis. Os dispositivos tendem a ser uma combinação muito grande, muito pesado e não flexível. "

Seu novo método usa um micro-supercapacitor e combina fios condutores revestidos de vapor com um filme de polímero, além de uma técnica de costura especial para criar uma malha flexível de eletrodos alinhados em um suporte têxtil. O dispositivo de estado sólido resultante tem uma alta capacidade de armazenar carga para seu tamanho, e outras características que permitem alimentar biossensores vestíveis.

Andrew acrescenta que, embora os pesquisadores tenham miniaturizado notavelmente muitos componentes de circuitos eletrônicos diferentes, até agora, o mesmo não poderia ser dito para dispositivos de armazenamento de carga. "Com este artigo, mostramos que podemos literalmente bordar um padrão de armazenamento de carga em qualquer roupa usando os fios revestidos de vapor que nosso laboratório fabrica. Isso abre a porta para simplesmente costurar circuitos em roupas inteligentes com alimentação própria. "Os detalhes aparecem online no ACS Materiais Aplicados e Interfaces .

Andrew e o pesquisador de pós-doutorado e primeiro autor Lushuai Zhang, além do estudante de graduação em engenharia química Wesley Viola, apontam que os supercapacitores são candidatos ideais para circuitos de armazenamento de carga vestíveis porque eles têm densidades de energia inerentemente mais altas em comparação com as baterias.

Mas "incorporar materiais eletroquimicamente ativos com alta condutividade elétrica e transporte rápido de íons em têxteis é um desafio, ", acrescentam. Andrew e colegas mostram que seu processo de revestimento a vapor cria filmes poliméricos condutores porosos em fios densamente torcidos, que pode ser facilmente dilatado com íons de eletrólito e manter alta capacidade de armazenamento de carga por unidade de comprimento em comparação com o trabalho anterior com fibras tingidas ou extrudadas.

Andrew, que dirige o Laboratório de Eletrônicos Vestíveis na UMass Amherst, observa que os cientistas têxteis tendem a não usar a deposição de vapor devido a dificuldades técnicas e altos custos, mas mais recentemente, pesquisas mostraram que a tecnologia pode ser ampliada e permanecer econômica.

Ela e sua equipe estão atualmente trabalhando com outros no Centro de Monitoramento de Saúde Personalizado do UMass Amherst Institute for Applied Life Sciences na incorporação de novas matrizes de armazenamento de carga bordadas com sensores e-têxteis e microprocessadores de baixo consumo de energia para construir roupas inteligentes que podem monitorar um marcha da pessoa e movimentos articulares ao longo de um dia normal.