Um grupo de pesquisadores da Universidade da Calif\u00f3rnia em Berkeley, nos Estados Unidos, conseguiu produzir um material eletr\u00f4nico sens\u00edvel \u00e0 press\u00e3o a partir de nanofios semicondutores. A conquista abre caminho para o desenvolvimento de um novo tipo de pele artificial. <\/p>\n
\u201cA ideia \u00e9 fazer com que o material tenha funcionalidades semelhantes \u00e0 da pele humana, o que implica incorporar a capacidade de tocar e de sentir objetos\u201d, disse Ali Javey, professor de engenharia el\u00e9trica e de ci\u00eancia da computa\u00e7\u00e3o e l\u00edder do estudo, cujos resultados foram publicados neste domingo (12\/9) na revista Nature Materials. O material, denominado de e-skin (\u201cpele eletr\u00f4nica\u201d) por seus criadores, \u00e9 o primeiro feito de semicondutores inorg\u00e2nicos cristalinos. <\/p>\n
Produzir uma pele artificial sens\u00edvel ao toque ajudaria a vencer um grande desafio na rob\u00f3tica: controlar a quantidade de for\u00e7a necess\u00e1ria para segurar e manipular uma ampla gama de objetos. <\/p>\n
\u201cOs humanos sabem como segurar um fr\u00e1gil ovo sem quebr\u00e1-lo. Se quisermos que um rob\u00f4 fa\u00e7a isso, ou lave as lou\u00e7as, por exemplo, precisamos ter certeza de que ele n\u00e3o quebrar\u00e1 as ta\u00e7as de vinho no processo. Mas tamb\u00e9m queremos que o mesmo rob\u00f4 seja capaz de segurar com firmeza uma chaleira sem derrub\u00e1-la\u201d, disse Javey. <\/p>\n
Um objetivo mais distante \u00e9 usar a e-skin para restaurar o sentido do tato em pacientes que precisam de membros prot\u00e9ticos. Essas novas pr\u00f3teses exigiriam avan\u00e7os importantes na integra\u00e7\u00e3o de sensores eletr\u00f4nicos com o sistema nervoso humano. <\/p>\n
Tentativas anteriores de desenvolver pele artificial se basearam em materiais org\u00e2nicos, por serem flex\u00edveis e de processamento relativamente simples. <\/p>\n
\u201cMas o problema \u00e9 que os materiais org\u00e2nicos n\u00e3o constituem bons semicondutores, o que implica que dispositivos eletr\u00f4nicos feitos com eles precisar\u00e3o frequentemente de altas voltagens para que seus circuitos funcionem\u201d, disse Javey. <\/p>\n
Segundo ele, materiais inorg\u00e2nicos como o sil\u00edcio, por outro lado, t\u00eam propriedades el\u00e9tricas excelentes e podem operar com pouca energia. Tamb\u00e9m s\u00e3o quimicamente est\u00e1veis. \u201cMas, historicamente, esses materiais t\u00eam sido inflex\u00edveis e f\u00e1ceis de quebrar\u201d, disse. <\/p>\n
\u201cNesse aspecto, trabalhos de v\u00e1rios grupos de pesquisa, inclusive o nosso, t\u00eam mostrado recentemente que fitas ou fios min\u00fasculos de materiais inorg\u00e2nicos podem ser feitos para que sejam altamente flex\u00edveis, isto \u00e9, ideais para eletr\u00f4nicos e sensores de alta performance\u201d, afirmou. <\/p>\n
O grupo californiano utilizou uma nova t\u00e9cnica de fabrica\u00e7\u00e3o. Inicialmente, os cientistas implantaram fios com espessura nanom\u00e9trica (bilion\u00e9simos de metro) em um tambor cil\u00edndrico. Em seguida, o tambor foi rolado em um substrato pegajoso. <\/p>\n
O substrato usado foi um filme polim\u00e9rico, mas os pesquisadores dizem que a t\u00e9cnica funciona com diversos materiais, como outros pl\u00e1sticos, papel ou vidro. <\/p>\n
\u00c0 medida que o tambor rolava, os nanofios eram depositados no substrato de maneira ordenada, formando a base a partir da qual folhas finas e flex\u00edveis de materiais eletr\u00f4nicos podem ser constru\u00eddas. <\/p>\n
Os pesquisadores imprimiram os nanofios em matrizes quadradas com 18 por 19 pixels, medindo 7 cent\u00edmetros de cada lado. Cada pixel continha um transistor feito de centenas de nanofios semicondutores. Os transistores foram integrados sob uma borracha sens\u00edvel a press\u00e3o, de modo a se inserir a funcionalidade sensorial. <\/p>\n
A matriz precisou de menos de 5 volts de eletricidade para funcionar e manteve seu rendimento ap\u00f3s ter sido submetida em testes a mais de 2 mil ciclos de dobras. <\/p>\n
Segundo os autores do estudo, a e-skin foi capaz de detectar press\u00f5es de 0 a 15 quilopascals, uma varia\u00e7\u00e3o compar\u00e1vel com a for\u00e7a usada para atividades di\u00e1rias como digitar em um teclado de computador ou segurar um objeto. <\/p>\n