Sensores Semelhantes à Pele Auxiliam no Avanço da Pele Iônica Artificial

Um grupo de pesquisadores da Universidade de Toronto desenvolveu sensores super-estiráveis, transparentes e auto-alimentados que ajudarão a avançar a pele iônica artificial. O sensor é capaz de registrar as sensações complexas da pele humana, o que era uma das principais barreiras para desenvolver pele artificial semelhante à real.

A nova tecnologia está sendo chamada de AISkin, e os pesquisadores acreditam que a nova tecnologia será importante em eletrônicos vestíveis, cuidados pessoais de saúde e robótica.

O laboratório do Professor Xinyu Liu está trabalhando nas áreas de avanço da pele iônica e robótica suave.

“Como é um hidrogel, é barato e biocompatível – você pode colocá-lo na pele sem qualquer efeito tóxico. Além disso, é muito aderente e não cai, então há muitas possibilidades para esse material”, de acordo com o Professor Liu.

A AISkin é aderente e consiste em duas folhas opostamente carregadas de substâncias estiráveis. Essas substâncias são conhecidas como hidrogéis. Os pesquisadores sobrepõem íons negativos e positivos para criar uma “junção de sensação” na superfície do gel.

A junção de sensação funciona sempre que a AISkin é submetida a tensão, umidade ou mudanças de temperatura, o que causa movimentos controlados de íons através dela. Esses movimentos podem ser medidos como sinais elétricos, como voltagem ou corrente.

“Se você olhar para a pele humana, como sentimos o calor ou a pressão, nossas células neurais transmitem informações através de íons – não é tão diferente da nossa pele artificial”, diz Liu.

A AISkin é tanto resistente quanto estirável.

Binbin Ying é um candidato de doutorado visitante da Universidade McGill e está liderando o projeto no laboratório de Liu.

De acordo com Ying, “Nossa pele humana pode esticar cerca de 50%, mas nossa AISkin pode esticar até 400% de seu comprimento sem quebrar”.

Os pesquisadores publicaram suas descobertas em Materials Horizons.

A nova AISkin pode levar ao desenvolvimento de tecnologias como Fitbits semelhantes à pele que são capazes de medir vários parâmetros corporais. Outras tecnologias incluem um touchpad aderente que pode ser colado na superfície da mão.

“Isso pode funcionar para atletas que desejam medir a intensidade de seu treinamento, ou pode ser um touchpad vestível para jogar jogos”, de acordo com Liu.

A tecnologia também pode medir o progresso feito na reabilitação muscular.

“Se você colocar esse material em uma luva de um paciente que está se rehabilitando a mão, por exemplo, os profissionais de saúde poderão monitorar os movimentos de flexão dos dedos”, diz Liu.

A tecnologia também pode desempenhar um papel no campo da robótica suave, ou robôs flexíveis feitos de polímeros. Um dos usos pode ser com garras robóticas suaves que manipulam objetos delicados em fábricas.

Os pesquisadores esperam que a AISkin seja integrada a robôs suaves para medir dados, como a temperatura dos alimentos ou a pressão necessária para manipular certos objetos.

O laboratório agora trabalhará no avanço da AISkin e na redução do tamanho dos sensores. Capacidades de biossensoriamento serão adicionadas ao material, o que permitirá que ele meça biomoléculas em fluidos corporais.

“Se avançarmos ainda mais nessa pesquisa, isso pode ser algo que possamos usar como um ‘curativo inteligente'”, diz Liu. “A cura de feridas requer respirabilidade, equilíbrio de umidade – a pele iônica parece ser o próximo passo natural”.