Inspirado no comportamento da pele natural, pesquisadores do Laboratório de Eletrônica Orgânica, Linkoping University, desenvolveram um sensor que será adequado para uso com pele eletrônica. Ele pode medir as mudanças na temperatura corporal, e reage à luz do sol e ao toque quente.

Robótica, próteses que reagem ao toque, e o monitoramento da saúde são três campos nos quais os cientistas, em todo o mundo, estão trabalhando para desenvolver a pele eletrônica. Eles querem que essa pele seja flexível e possua alguma forma de sensibilidade. Pesquisadores do Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping já deram passos em direção a esse sistema combinando vários fenômenos físicos e materiais. O resultado é um sensor que, semelhante à pele humana, pode sentir a variação de temperatura que se origina do toque de um objeto quente, bem como o calor da radiação solar.

"Fomos inspirados pela natureza e seus métodos de detecção de calor e radiação", disse Mina Shiran Chaharsoughi, Doutoranda do grupo de Fotônica Orgânica e Nano-óptica do Laboratório de Eletrônica Orgânica.

Junto com colegas, ela desenvolveu um sensor que combina efeitos piroelétricos e termoelétricos com um fenômeno nano-óptico.

Uma tensão surge em materiais piroelétricos quando eles são aquecidos ou resfriados. É a mudança de temperatura que dá um sinal, que é rápido e forte, mas isso decai quase tão rapidamente.

Em materiais termoelétricos, em contraste, uma voltagem surge quando o material tem um lado frio e um lado quente. O sinal aqui surge lentamente, e algum tempo deve passar antes que possa ser medido. O calor pode surgir de um toque quente ou do sol; tudo o que é necessário é que um lado esteja mais frio do que o outro.

"Queríamos aproveitar o melhor dos dois mundos, então combinamos um polímero piroelétrico com um gel termoelétrico desenvolvido em um projeto anterior de Dan Zhao, Simone Fabiano e outros colegas do Laboratório de Eletrônica Orgânica. A combinação dá um sinal rápido e forte que dura enquanto o estímulo estiver presente ", diz Magnus Jonsson, líder do grupo Organic Photonics and Nano-optics.

Além disso, descobriu-se que os dois materiais interagem de uma forma que reforça o sinal.

O novo sensor também usa outra entidade nano-óptica conhecida como plasmons.

"Plasmons surgem quando a luz interage com nanopartículas de metais como ouro e prata. A luz incidente faz com que os elétrons nas partículas oscilem em uníssono, que forma o plasmon. Este fenômeno fornece às nanoestruturas propriedades ópticas extraordinárias, como alta dispersão e alta absorção ", Magnus Jonsson explica.

Em trabalhos anteriores, ele e seus colegas de trabalho mostraram que um eletrodo de ouro que foi perfurado com nanoholes absorve luz de forma eficiente com a ajuda de plasmons. A luz absorvida é posteriormente convertida em calor. Com tal eletrodo, uma fina película de ouro com nanoholes, do lado que fica de frente para o sol, o sensor também pode converter a luz visível rapidamente em um sinal estável.

Como um bônus adicional, o sensor também é sensível à pressão.

"Um sinal surge quando pressionamos o sensor com um dedo, mas não quando o sujeitamos à mesma pressão com um pedaço de plástico. Reage ao calor da mão ", diz Magnus Jonsson.

Além de Mina Shiran Chaharsoughi e Magnus Jonsson, seus colegas Dan Zhao, Simone Fabiano e o professor Xavier Crispin do Laboratório de Eletrônica Orgânica também contribuíram com o estudo, cujos resultados foram publicados recentemente na revista científica Advanced Functional Materials.