Eletrônica

Memória gelatinosa é ideal para biomecatrônica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/07/2011

Memória flexível e macia para equipamentos biomecatrônicos
A memória molhada é feita com uma liga de metal líquido de gálio e índio inserida em géis à base de água, semelhante àqueles usado em pesquisas biológicas. [Imagem: Michael Dickey/NCU]

Bioeletrônica

Pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, desenvolveram uma memória flexível e macia e que funciona em ambientes molhados.

O componente pode ser uma peça fundamental para uma nova geração de equipamentos eletrônicos biocompatíveis, como implantes, próteses e outros dispositivos biomecatrônicos.

Embora não tenha as mesmas funcionalidades, o novo dispositivo é de certa forma complementar à sinapse artificial apresentada ontem por pesquisadores japoneses, que replica a capacidade dos cérebros biológicos de lembrar informações relevantes.

Além de usar o mesmo princípio para armazenar dados - um memristor -, a nova memória tem a vantagem da biocompatibilidade, levantando a possibilidade de que as duas inovações possam ser integradas em uma única.

Componente eletroiônico

A equipe do Dr. Michael Dickey começou desenvolvendo antenas de metal líquido totalmente flexíveis.

Agora eles foram além da deposição de fios metálicos e criaram um dispositivo eletrônico completo, capaz de armazenar dados.

A base da memória é a mesma das antenas flexíveis, usando uma liga de metal líquido de gálio e índio inserida em géis à base de água, semelhante àqueles usado em pesquisas biológicas.

Enquanto as memórias eletrônicas usam a presença ou ausência de elétrons para representar os 0s e 1s binários, a nova memória usa o conceito de memristor, um componente eletroiônico que possui dois estados: condutivo e não condutivo.

Em cada célula de memória gelatinosa, a liga de metal é usada para formar dois eletrodos, um de cada lado de um segmento de gel.

Memória flexível e macia para equipamentos biomecatrônicos
O protótipo de "memória molhada" ainda não está otimizado para armazenar uma quantidade significativa de dados, mas funciona bem em ambientes nos quais a eletrônica tradicional não funcionaria de jeito nenhum. [Imagem: Michael Dickey/NCU]

Quando o eletrodo é exposto a uma carga positiva, ele cria uma "pele" oxidada que o torna resistente à eletricidade - este é o 0 binário.

Quando o eletrodo é exposto a uma carga negativa, a pele oxidada desaparece, o que o torna condutor de eletricidade - este é o 1 binário.

Neste último caso, quando uma carga negativa é aplicada a um dos eletrodos, a carga positiva tende a se mover para o outro lado e criar uma outra pele oxidada - ou seja, o eletrodo seria sempre resistivo.

Para resolver esse problema, os pesquisadores doparam um dos lados do segmento de gel com um polímero que impede a formação de uma pele oxidada estável. Dessa forma, um eletrodo é sempre condutor, dando ao dispositivo os 0s e 1s necessários para que ele funcione como uma memória eletrônica.

Memória molhada

A eletrônica convencional trabalha com materiais rígidos e frágeis, que não se dão com ambientes úmidos. "Nosso dispositivo de memória é macio e flexível, e funciona muito bem em ambientes úmidos - similar ao cérebro humano," compara Dickey.

O protótipo de "memória molhada" ainda não está otimizado para armazenar uma quantidade significativa de dados, mas funciona bem em ambientes nos quais a eletrônica tradicional não funcionaria de jeito nenhum.

A capacidade para funcionar em ambientes úmidos e a biocompatibilidade dos géis sinalizam que esta é uma tecnologia promissora para a criação de interfaces eletrônicas com sistemas biológicos.

"Estas propriedades podem ser usadas para sensores biológicos ou para monitoramento médico," propõe o pesquisador.

Bibliografia:

Towards All-Soft Matter Circuits: Prototypes of Quasi-Liquid Devices with Memristor Characteristics
Hyung-Jun Koo, Ju-Hee So, Michael D. Dickey, Orlin D. Velev
Advanced Materials
Vol.: Early View
DOI: 10.1002/adma.201101257
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