Avanços em dispositivos vestíveis permitiram e-têxteis, que fundem tecidos leves e confortáveis ​​com eletrônicos inteligentes, e estão ganhando atenção como a tecnologia vestível de próxima geração. Em particular, dispositivos eletrônicos de fibra dotados de propriedades elétricas, ao mesmo tempo que mantém as características específicas dos têxteis, são elementos-chave na fabricação de e-têxteis.

Dispositivos optoeletrônicos são geralmente construídos usando camadas de semicondutores, eletrodos, e isoladores; seu desempenho é muito afetado pelo tamanho e estrutura dos eletrodos. Componentes eletrônicos de fibra para e-têxteis precisam ser fabricados em materiais finos, fios flexíveis; uma vez que esses dispositivos não podem ser mais largos do que fios com diâmetro de alguns micrômetros, é um desafio melhorar o desempenho de tais componentes eletrônicos de fibra. Contudo, uma equipe de cientistas coreanos vem recebendo atenção após o desenvolvimento de uma nova tecnologia para superar essas limitações.

Uma equipe de pesquisadores, liderado pelo Dr. Hyunjung Yi e Dr. Jung Ah Lim, no Post-silicon Semiconductor Institute do Korea Institute of Science and Technology (KIST) anunciou que desenvolveu uma técnica para fabricar componentes eletrônicos de fibra, como transistores e fotodiodos, com as estruturas de eletrodo desejadas por embrulho. Especificamente, a matriz de eletrodos desejada pode ser fabricada usando uma impressora jato de tinta, e um fio de eletrodo revestido com uma superfície semicondutora é enrolado no topo desses eletrodos.

Em 2019, A Dra. Yi e sua equipe de pesquisa desenvolveram uma técnica para construir uma matriz de eletrodos em uma determinada superfície, imprimindo tinta de nanotubo de carbono (CNT) em um modelo feito de um hidrogel hidrofílico e transferindo a tinta CNT para a superfície desejada ( Nano Letras 2019, 19, 3684-3691). Uma vez impresso no hidrogel, os eletrodos CNT se comportam de maneira semelhante a flutuar na água. Portanto, os pesquisadores previram a possibilidade de transferir tais eletrodos intactos para as superfícies das fibras, enrolando as fibras nos eletrodos. Em um estudo colaborativo com a Dra. Lim e sua equipe, os pesquisadores foram capazes de desenvolver componentes eletrônicos de fibra de alto desempenho sem danificar a camada semicondutora ou os eletrodos de CNT. Os transistores de fibra envolvidos com eletrodos CNT mantiveram desempenhos estáveis ​​de pelo menos 80%, mesmo com um raio de curvatura acentuado de 1,75 mm.

Usando a propriedade semitransparente do eletrodo CNT, os pesquisadores também tiveram sucesso no desenvolvimento de fotodiodos de fibra para detectar luz envolvendo os eletrodos CNT em torno de fios de eletrodo revestidos com um semicondutor que produz corrente após a absorção de luz. Os fotodiodos de fibra podem detectar uma ampla gama de luz visível e têm sensibilidades excelentes que são comparáveis ​​às de componentes rígidos. Os pesquisadores fabricaram uma luva de tecido contendo esses fotodiodos e diodos emissores de luz (LEDs). Os LEDs produzem luz, e os fotodiodos medem a intensidade da luz refletida pelos dedos, que muda de acordo com o fluxo sanguíneo. Assim, a luva pode ser usada para medir o pulso do usuário.

O Dr. Lim afirmou que "O monitor de pulso com luva de dedo desenvolvido por nós pode oferecer uma alternativa ao dispositivo convencional de monitoramento de pulso do tipo clipe. Ele tem a vantagem de ser mais acessível para os pacientes por causa de sua textura confortável e macia e de ser capaz de medir o pulso em tempo real em qualquer hora e lugar. " Dr. Yi, o co-investigador, afirmou que "Esta pesquisa fornece uma nova abordagem para a fabricação de eletrodos, que continua sendo um problema importante a ser resolvido no desenvolvimento de dispositivos de fibra. Esperamos que essas descobertas avancem no campo da melhoria do desempenho de componentes optoeletrônicos de fibra para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de fibra com circuitos complexos. "