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Eletrônica

Melanina poderá ser usada para fabricar implantes eletrônicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/04/2019

Melanina poderá ser usada para fabricar implantes eletrônicos
O processo desenvolvido pela equipe realinha a estrutura da eumelanina, permitindo que os elétrons fluam com maior facilidade.
[Imagem: Ludovico Migliaccio et al. - 10.3389/fchem.2019.00162]

Eumelanina

Há muito tempo se sabe que a melanina é um forte candidato para criar uma eletrônica biologicamente compatível, mas os esforços feitos até agora, incluindo a criação de melanina sintética, não deram os resultados esperados porque a substância não apresenta uma condução elétrica tão boa quanto se esperava.

Ao menos até agora.

Ludovico Migliaccio e colegas da Universidade de Nápoles, na Itália, modificaram sutilmente a estrutura da eumelanina aquecendo-a no vácuo, o que foi suficiente para elevar sua condutividade elétrica em mais de um bilhão de vezes.

A eumelanina é um dos dois tipos de melanina; o outro é a feomelanina. Ambos são responsáveis por dar cor aos nossos cabelos e à nossa pele. Na verdade, as melaninas ocorrem naturalmente em praticamente todas as formas de vida. Elas não são tóxicas e não provocam uma reação imunológica, sendo ainda completamente biodegradáveis.

O aumento na condutividade obtido pela equipe finalmente abre caminho para a longamente esperada fabricação de componentes eletrônicos à base de melanina, que podem ser usados em dispositivos implantáveis devido à biocompatibilidade do pigmento.

O que se obteve e o que falta

Para modificar a eumelanina, Migliaccio usou um processo chamado recozimento, já empregado para aumentar a condutividade elétrica e outras propriedades em materiais como metais.

"Todas as análises químicas e físicas da eumelanina pintam o mesmo quadro: Folhas moleculares que compartilham elétrons, empilhadas de qualquer jeito. A resposta parecia óbvia: Arrumar as pilhas e alinhar as folhas, para que todas possam compartilhar elétrons - então a eletricidade irá fluir," justificam os pesquisadores.

Deu certo e o material resultante foi batizado de HVAE, sigla em inglês para Eumelanina Recozida de Alto Vácuo.

A condutividade dos filmes aumentou mais de um bilhão de vezes, alcançando um valor inédito de mais de 300 siemens por centímetro (S/cm) após o recozimento a 600° C por 2 horas - o siemens é o inverso do ohm, que mede a resistência elétrica. Embora esta condutância esteja longe da maioria dos metais - o cobre tem uma condutividade de cerca de 6 x 107 S/cm - o valor alcançado coloca a eumelanina em uma faixa útil para a bioeletrônica.

Mas ainda há um senão a ser resolvido: Os filmes de HVAE criados pela equipe apresentam uma diminuição acentuada da condutividade quando entram em contato com a água, o que limita o uso dos futuros componentes bioeletrônicos ou exigirá que eles recebam algum tipo de revestimento protetor.

"Isso contrasta com a eumelanina não tratada que, embora em uma faixa muito mais baixa, torna-se mais condutora com a hidratação porque conduz a eletricidade via íons e também elétrons. Mais pesquisas são necessárias para entender completamente as contribuições iônicas versus eletrônicas na condutividade da eumelanina, o que pode ser a chave para como usar a eumelanina na prática na eletrônica implantável," disse o professor Alessandro Pezzella.

Bibliografia:

Artigo: Evidence of Unprecedented High Electronic Conductivity in Mammalian Pigment Based Eumelanin Thin Films After Thermal Annealing in Vacuum
Autores: Ludovico Migliaccio, Paola Manini, Davide Altamura, Cinzia Giannini, Paolo Tassini, Maria Grazia Maglione, Carla Minarini, Alessandro Pezzella
Revista: Frontiers in Chemistry
DOI: 10.3389/fchem.2019.00162






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