Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Sei Kwang Hahn e pelo Dr. Tae Yeon Kim do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH) usou nanofios de ouro para desenvolver um dispositivo sensor vestível integrado que mede e processa efetivamente dois bio -sinais simultaneamente. Os resultados da pesquisa foram apresentados em Materiais Avançados .



Dispositivos vestíveis, disponíveis em vários formatos, como acessórios e adesivos, desempenham um papel fundamental na detecção de sinais físicos, químicos e eletrofisiológicos para diagnóstico e tratamento de doenças. Avanços recentes na pesquisa concentram-se no desenvolvimento de wearables capazes de medir múltiplos sinais biológicos simultaneamente.

No entanto, um grande desafio tem sido os diferentes materiais necessários para cada medição de sinal, levando a danos na interface, fabricação complexa e redução da estabilidade do dispositivo. Além disso, essas análises variadas de sinais requerem sistemas e algoritmos adicionais de processamento de sinais.

A equipe enfrentou esse desafio usando vários formatos de nanofios de ouro (Au). Embora os nanofios de prata (Ag), conhecidos por sua extrema finura, leveza e condutividade, sejam comumente usados ​​em dispositivos vestíveis, a equipe os fundiu com ouro. Inicialmente, eles desenvolveram nanofios de ouro revestindo o exterior dos nanofios de prata, suprimindo o fenômeno galvânico.

Posteriormente, eles criaram nanofios de ouro ocos gravando seletivamente a prata dos nanofios revestidos de ouro. Os nanofios de ouro a granel responderam sensivelmente às variações de temperatura, enquanto os nanofios de ouro ocos mostraram alta sensibilidade a pequenas mudanças na deformação.

Esses nanofios foram então padronizados em um substrato feito de polímero estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS), perfeitamente integrado sem separações. Ao aproveitar dois tipos de nanofios de ouro, cada um com propriedades distintas, eles desenvolveram um sensor integrado capaz de medir temperatura e deformação.

Além disso, eles projetaram um circuito lógico para análise de sinal, utilizando o fator de medição negativo resultante da introdução de ondulações em escala micrométrica no padrão. Essa abordagem levou à criação bem-sucedida de um sistema inteligente de dispositivos vestíveis que não apenas captura, mas também analisa sinais simultaneamente, tudo usando um único material de Au.

Os sensores da equipe exibiram um desempenho notável na detecção de tremores musculares sutis, na identificação de padrões de batimentos cardíacos, no reconhecimento da fala por meio de tremores nas cordas vocais e no monitoramento de mudanças na temperatura corporal. Notavelmente, esses sensores mantiveram alta estabilidade sem causar danos às interfaces dos materiais. Sua flexibilidade e excelente elasticidade permitiram que eles se adaptassem perfeitamente à pele curvada.

O professor Sei Kwang Hahn afirmou:"Esta pesquisa ressalta o potencial para o desenvolvimento de uma plataforma bioeletrônica futurística capaz de analisar uma gama diversificada de biossinais." Ele acrescentou:"Vislumbramos novas perspectivas em vários setores, incluindo cuidados de saúde e sistemas eletrônicos integrados".

Mais informações: Tae Yeon Kim et al, Dispositivos vestíveis inteligentes multifuncionais usando circuitos lógicos de nanofios de ouro monolíticos, Materiais avançados (2023). DOI:10.1002/adma.202303401
Informações do diário: Materiais Avançados

Fornecido pela Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang