Eletrônica

Circuitos eletrônicos biodegradáveis dissolvem no corpo

Circuitos eletrônicos biodegradáveis dissolvem no corpo
Os circuitos eletrônicos temporários começam a dissolver segundo uma temporização programada neles próprios. [Imagem: Fiorenzo Omenetto]

Eletrônica transiente

Uma nova classe de circuitos eletrônicos pode não apenas ser implantada no corpo humano, como também se degrada, desaparecendo por completo depois de cumprir sua tarefa.

Ao contrário dos circuitos eletrônicos tradicionais, que são projetados para durar pelo menos até a próxima versão deles próprios, os circuitos eletrônicos biodegradáveis são temporários, com um tempo de vida bem demarcado, agendado no próprio circuito.

A tecnologia poderá ser útil nos implantes biomédicos, para ajudar a tratar condições temporárias, como infecções, ou para estimular ações fisiológicas, como o crescimento de ossos.

Os circuitos eletrônicos "transientes", ou temporários, foram fabricados por Suk-Won Hwang, da Universidade de Tufts, em colaboração com a equipe do Dr. John Rogers, um pioneiro na área da eletrônica flexível.

Circuitos eletrônicos biodegradáveis

Para construir os circuitos biodegradáveis, os pesquisadores usaram fios de seda - que são essencialmente proteínas - e finíssimas folhas de silício e magnésio, materiais que são facilmente reabsorvidos pelo organismo.

Os aparelhos são feitos intercalando camadas de componentes eletrônicos e camadas de encapsulamento. As camadas de encapsulamento são as primeiras a se dissolver, e determinam o início da biodegradação.

Um segundo "relógio" é composto pelos eletrodos de magnésio. Os dois temporizadores combinados determinam o tempo de dissolução do circuito inteiro.

Circuitos eletrônicos biodegradáveis são reabsorvidos pelo corpo
Primeira fase da dissolução do circuito eletrônico biodegradável. Os cientistas esperam usá-los também para a fabricação de aparelhos mais ambientalmente amigáveis. [Imagem: Fiorenzo Omenetto]

Os testes foram feitos em ratos de laboratório, implantando circuitos destinados a liberar um medicamento bactericida destinado a proteger uma abertura cirúrgica intencionalmente infectada.

Antes do implante, os pesquisadores programaram o circuito para começar a se degradar depois de ficar exposto por um determinado tempo aos biofluidos.

Examinando as cobaias depois de três semanas, a equipe verificou uma redução na infecção no local da cirurgia e detectou apenas traços residuais do circuito eletrônico.

Lixo eletrônico biodegradável

A reabsorção - a biodegradação dos circuitos implantados - também pode ser acionada por calor, radiação, variações no pH e outros fatores ambientais.

Por isso, os cientistas não descartam a possibilidade do uso mais geral da técnica, eventualmente para combater o acúmulo de lixo eletrônico.

"Os circuitos eletrônicos transientes oferecem um desempenho robusto, comparável ao dos equipamentos tradicionais, mas eles serão reabsorvidos pelo ambiente em um tempo programado, que pode ir de minutos a anos, dependendo da aplicação," disse Fiorenzo Omenetto, membro da equipe.

Embora o estudo agora publicado tenha analisado um implante médico específico, a equipe já construiu diodos, bobinas, sensores de temperatura e tensão, fotodetectores, células solares, osciladores de rádio e até uma câmera digital muito simples, tudo usando a sua eletrônica transiente.

Bibliografia:

A Physically Transient Form of Silicon Electronics
Suk-Won Hwang, Hu Tao, Dae-Hyeong Kim, Huanyu Cheng, Jun-Kyul Song, Elliott Rill, Mark A. Brenckle, Bruce Panilaitis, Sang Min Won, Yun-Soung Kim, Young Min Song, Ki Jun Yu, Abid Ameen, Rui Li, Yewang Su, Miaomiao Yang, David L. Kaplan, Mitchell R. Zakin, Marvin J. Slepian, Yonggang Huang, Fiorenzo G. Omenetto, John A. Rogers
Science
Vol.: 337 - PP 1640-1644
DOI: 10.1126/science.1226325




Outras notícias sobre:

Mais Temas