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Informática

Semicondutores degradáveis e que esticam para aplicações de saúde e meio ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/12/2019

Semicondutores degradáveis e que esticam para aplicações de saúde e meio ambiente
Estas são as fibras semicondutoras biocompatíveis, flexíveis e degradáveis.
[Imagem: Helen Tran et al. - 10.1021/acscentsci.9b00850]

Semicondutores flexíveis e degradáveis

Para integrar perfeitamente a eletrônica ao mundo natural, são necessários materiais que possam ser esticados, para se conformar às coisas vivas, e que sejam degradáveis - por exemplo, dispositivos médicos flexíveis que não apenas se adaptem às superfícies dos órgãos internos, mas que se dissolvam e desapareçam quando não forem mais necessários.

Helen Tran e seus colegas da Universidade de Stanford, nos EUA, desenvolveram justamente isso: Semicondutores extensíveis e degradáveis que poderão encontrar aplicações nas áreas de saúde e em monitoramento ambiental, apenas para citar as mais óbvias.

Os semicondutores, que são componentes essenciais de todos os computadores e demais equipamentos eletrônicos, têm propriedades que os colocam em algum lugar entre os condutores - que conduzem a energia elétrica - e os resistores - que bloqueiam a energia elétrica. Atualmente, a maioria dos semicondutores é feita de silício ou outros materiais inorgânicos rígidos.

Tem havido muitas tentativas de fabricar semicondutores flexíveis e degradáveis, usando diferentes abordagens, mas os produtos resultantes ainda não se degradam completamente ou apresentam uma redução no desempenho elétrico quando são esticados.

Tran lidou com os dois problemas combinando um polímero orgânico similar a uma borracha com um semicondutor.

Semicondutores degradáveis e que esticam para aplicações de saúde e meio ambiente
O material estica, não perde as propriedades elétricas e se degrada em 10 dias.
[Imagem: Helen Tran et al. - 10.1021/acscentsci.9b00850]

Borrachas semicondutoras

Para produzir seu novo material, os pesquisadores sintetizaram e misturaram os dois polímeros degradáveis, que se automontaram em nanofibras semicondutoras incorporadas em uma matriz elástica.

Os filmes finos feitos dessas fibras podem ser esticados até o dobro do seu comprimento normal sem se partir e sem comprometer seu desempenho elétrico.

O semicondutor também não se mostrou tóxico para células humanas cultivadas em uma placa de Petri.

Segundo os pesquisadores, este é o primeiro exemplo de um material que possui simultaneamente as três qualidades de semicondutividade, elasticidade intrínseca e degradabilidade total.

Mas nem tudo está pronto para aplicações médicas: O novo material se degradou completamente em 10 dias quando posto em um ambiente ácido fraco, mas provavelmente levaria muito mais tempo no corpo humano.

Bibliografia:

Artigo: Stretchable and Fully Degradable Semiconductors for Transient Electronics
Autores: Helen Tran, Vivian Rachel Feig, Kathy Liu, Hung-Chin Wu, Ritchie Chen, Jie Xu, Karl Deisseroth, Zhenan Bao
Revista: ACS Central Science
DOI: 10.1021/acscentsci.9b00850






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