Materiais macios e flexíveis podem carregar implantes bioeletrônicos ultrassonicamente, o que poderia ajudar a reduzir a necessidade de tratamento cirúrgico.

Dispositivos eletrônicos são cada vez mais usados ​​para remediar problemas de saúde sérios e de longo prazo, como marca-passos para regular os batimentos cardíacos, bombas eletrônicas que liberam insulina, e aparelhos auditivos implantáveis. As principais considerações de design para esses componentes visam minimizar o tamanho e peso para o conforto do paciente, e garantem que o dispositivo não seja tóxico para o corpo.

Outro obstáculo é como alimentar os dispositivos. As baterias os mantêm funcionando por um tempo, mas trocar as baterias exige uma cirurgia invasiva. Idealmente, a fonte de alimentação precisa ser recarregada sem fio.

Um estudo colaborativo entre os grupos do cientista de materiais Husam Alshareef da KAUST e do especialista em imagens médicas Abdulkader A. Alkenawi da Universidade King Saud bin Abdulaziz de Ciências da Saúde revela uma maneira de carregar remotamente uma bateria usando um soft, material biocompatível que absorve as ondas sonoras que passam pelo corpo.

Os hidrogéis são feitos de longas moléculas de polímero reticuladas para formar uma rede tridimensional que pode conter uma grande quantidade de água. Isso dá aos hidrogéis uma textura flexível e elástica, mas também significa que eles são condutores elétricos e biocompatíveis, tornando-os ideais para aplicações bioeletrônicas.

Kanghyuck Lee, autor principal do estudo, explica como a equipe combinou álcool polivinílico com nanofolhas de MXene, um carboneto de metal de transição, nitreto ou carbonitreto. "Assim como dissolver o sal na água a torna condutora, usamos nanoflocos MXene para criar o hidrogel, "diz Lee." Ficamos surpresos ao descobrir que o material resultante pode gerar energia elétrica sob a influência de ondas de ultra-som. "

Seu hidrogel, que eles se referem como M-gel, gera uma corrente quando uma pressão aplicada força o fluxo de íons elétricos na água, encher o hidrogel. Quando essa pressão é resultado do ultrassom, o efeito é chamado de potencial de vibração de fluxo.

A equipe KAUST provou o conceito usando uma variedade de fontes ultrassônicas, incluindo pontas de ultrassom encontradas em muitos laboratórios e as sondas de ultrassom usadas em hospitais para imagens. Eles foram capazes de carregar rapidamente um dispositivo elétrico enterrado a vários centímetros de carne.

"Este é outro exemplo do impressionante potencial dos hidrogéis MXene que temos desenvolvido em nosso laboratório para aplicações de detecção e energia, "disse Alshareef.