Ciência e Tecnologia
publicado em 13/09/2010 às 14h00:00
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Foto: Ali Javey e Kuniharu Takei/UC Berkeley
Foto: Ali Javey e Kuniharu Takei/UC Berkeley
Uma imagem óptica de um dispositivo electrónico de pele totalmente fabricada com circuito ativo nanofio matriz. Cada quadrado escuro representa um único pixel Layout artificial e pele, a partir de molde no formato da Cal
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Uma imagem óptica de um dispositivo electrónico de pele totalmente fabricada com circuito ativo nanofio matriz. Cada quadrado escuro representa um único pixel
Layout artificial e pele, a partir de molde no formato da Cal "C" para verificar se a pele e pode mapear corretamente o seu perfil de pressão

Engenheiros da Universidade de Berkeley desenvolveram um material eletrônico de nanofios, sensível à pressão, com semicondutores que podem representar um novo significado para o termo "pele fina". Totalmente artificial, ela pode ter aplicações em próteses e robótica.

"A ideia é ter um material que funcione como a pele humana, o que significa incorporar a capacidade de sentir e tocar os objetos", disse Ali Javey, professor associado de engenharia elétrica e ciências da computação e chefe da equipe de pesquisa.

A pele artificial, apelidada de "e-pele" pelos pesquisadores, é feita com base em material semicondutor inorgânico. Sensível ao toque, ela ajudaria a superar um dos principais desafios na área da robótica, que é adaptar a quantidade de força necessária para segurar e manipular objetos diferentes.

"Os seres humanos, geralmente, sabem como segurar um ovo sem quebrá-lo", disse Javey. "Sempre quisemos um robô capaz de realizar trabalhos domésticos, por exemplo, por isso queremos ter certeza de que não vai quebrar os copos de vinho durante o processo. Mas também queremos o robô seja capaz de segurar um pote sem deixá-lo cair".

O objetivo, a longo prazo, é a utilização do e-pele para restaurar o sentido do tato em pacientes com próteses, o que exigiria avanços significativos na integração de sensores eletrônicos com o sistema nervoso humano.

Tentativas anteriores de desenvolver uma pele artificial foram feitas a partir de materiais orgânicos, porque eles são flexíveis e mais fáceis de processar.

"O problema é que os materiais semicondutores orgânicos são pobres, o que significa que dispositivos eletrônicos feitos a partir deles muitas vezes exigem altas voltagens para operar os circuitos", disse Javey. "Materiais inorgânicos, como silício cristalino, por outro lado, têm excelentes propriedades elétricas e podem operar em baixa potência. Eles também são mais quimicamente estáveis. Mas, historicamente, têm sido inflexíveis e fáceis de quebrar. Neste sentido, estudos têm mostrado recentemente que tiras ou fios miniaturizados de inorgânicos podem ser tornados altamente flexíveis", acrescentou.

Os pesquisadores cultivam os nanofios de silício em um tambor cilíndrico, enrolando-os em um substrato pegajoso. O substrato utilizado foi um filme de poliimida, mas os pesquisadores disseram que a técnica pode trabalhar com uma variedade de materiais, incluindo outros plásticos, papel ou vidro.

Em outra abordagem, os nanofios foram primeiramente cultivados em substrato de origem simples e depois transferidos para o filme de poliimida por um processo de fricção-direcional.

Para o e-pele, os engenheiros imprimiram os nanofios em uma matriz quadrada medindo sete centímetros em cada lado. Cada pixel contém um transistor composto por centenas de nanofios semicondutores. Transistores de nanofios foram então integrados com uma borracha sensível à pressão para fornecer a funcionalidade de detecção. A matriz precisou de menos de cinco volts de energia para operar e manter a sua robustez após ser submetido a mais de dois mil ciclos de flexão.

Os pesquisadores demonstraram a capacidade da e-pele para detectar a pressão em uma escala comparável com a força utilizada em atividades diárias, como digitar num teclado ou segurar um objeto.

Fonte: Isaude.net
   Palavras-chave:   Pele artificial    Nanofios    Material inorgânico    Implantes    Robótica    Prótese    E-pele   
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