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UC desenvolve tatuagens electrónicas que permitem monitorizar a saúde

12 de Novembro 2018

Investigadores do Instituto de Sistemas e Robótica (ISR) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) e da Universidade de Carnegie Mellon (CMU), nos Estados Unidos da América, encontraram um método flexível e fácil para monitorizar a saúde.

Esta descoberta trata-se de uma forma de produzir tatuagens electrónicas, através de uma impressora tradicional, “o que simplifica a produção e diminui radicalmente o custo destes dispositivos com implicações tão vastas como a monitorização contínua da saúde do utilizador ou até o controle táctil do painel do automóvel”.

As “tatuagens” são flexíveis, esticáveis e fáceis de aplicar e estão a ser desenvolvidas no âmbito do projeto Strechtonics, uma das iniciativas de larga escala do Programa Carnegie Mellon Portugal (CMU Portugal), financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) e coordenado pelo professor Aníbal Traça de Almeida, da FCTUC.

Estas tatuagens são “ultrafinas e facilmente transferidas com água para a pele ou roupa, da mesma forma que se aplica uma tatuagem temporária com a utilização de uma esponja húmida. Ao serem colocadas sobre a pele permitem uma monitorização contínua da saúde do utilizador e controlam factores como: actividade muscular, respiração, temperatura corporal, batimentos cardíacos, actividade cerebral ou até emoções”, anuncia a UC.

Mahmoud Tavakoli, gestor científico do projecto e director do Laboratório de “Soft and Printed Microelectronic” (SPM-UC) do ISR, explica que encontraram uma forma simples e barata de “imprimir circuitos condutores flexíveis com uma impressora 2D”. “Estas tatuagens podem ser facilmente impressas e transferidas para qualquer superfície. O método é muito simples: projecta-se o circuito no computador e depois de 10 minutos temos o nosso circuito impresso. A maior vantagem de produzir em 2D é o baixo custo do equipamento e poder produzir-se em grandes quantidades”, adianta o investigador, garantindo que “basicamente só é necessária uma impressora e tintas auto condutivas”.

Até ao momento, as alternativas existentes para produzir este tipo de circuitos ultrafinos exigiam “uma mão de obra intensiva, custos de produção elevados e eram exclusivamente fabricadas em salas laboratoriais especializadas, ‘clean-room’, projectadas para manter níveis extremamente baixos de partículas, como poeira ou organismos transportados pelo ar”, explica a UC.

Até à data, estas tatuagens já provaram também, de acordo com Mahmoud Tavakoli, ser eficazes na monitorização da actividade muscular: “colocámos uma tatuagem electrónica no antebraço de uma pessoa com uma prótese da mão e provámos que é possível controlar a mão utilizando sinais de músculos recebidos pelas tatuagens. Ao colocar a tatuagem no músculo certo, a tatuagem permite perceber quando este é activado e se a mão fecha ou abre”.

Segundo a UC, embora a impressão de circuitos com uma impressora 2D não seja novidade, “até agora estes circuitos perdiam condutividade quando esticados”, pelo que esta “é a primeira vez que existe um método para imprimir circuitos que se podem esticar com uma tradicional impressora ‘inkjet’, à temperatura ambiente”.

“Ao contrário dos outros métodos, este elimina a necessidade de curar a tinta nas temperaturas altas sendo assim compatível com vários tipos de plástico o que nos permitiu criar circuitos ultrafinos, a que chamamos ‘tatuagens eletrónicas’”, sublinha o investigador, acrescentando que “estes circuitos são compostos por nano partículas de prata revestidas com metal líquido e podem ser esticados até ao dobro do seu tamanho sem perder a condutividade”.

O objectivo para o futuro passa por conseguir “inserir estas tatuagens dentro da pele e do corpo humano. Por exemplo, para pessoas com lesões na medula espinal que não conseguem andar, criar uma forma de conseguir aplicar estas tatuagens na medula de forma a estimulá-la e reactivar os nervos para que funcionem outra vez”.

Fora do âmbito da saúde, estes circuitos electrónicos podem ser utilizados em qualquer superfície 3D como, por exemplo, o painel de controle de automóveis de forma permitir um controle activado pelo toque das várias funcionalidades do carro, como controlar o volume do rádio ou a temperatura do automóvel.

A descoberta deste método teve como resultado várias aplicações inovadoras na área de circuitos impressos que foram patenteados em 2017 e publicados nas revistas “Advanced Materials” e “ACS applied materials and interfaces”, em 2018.

Investigadores robótica FCTUC

Os investigadores Daniel Marques, Mahmoud Tavakoli, Pedro Lopes e Hugo Paisana

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