{"id":27804,"date":"2017-08-14T00:50:05","date_gmt":"2017-08-14T00:50:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=27804"},"modified":"2017-08-14T15:15:58","modified_gmt":"2017-08-14T15:15:58","slug":"criada-primeira-bateria-ionica-interface-entre-humanos-e-maquinas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2017\/08\/14\/criada-primeira-bateria-ionica-interface-entre-humanos-e-maquinas\/","title":{"rendered":"Criada primeira bateria i\u00f4nica: Interface entre humanos e m\u00e1quinas"},"content":{"rendered":"

\n\u00c9 a primeira vez que se cria uma bateria capaz de produzir correntes i\u00f4nicas em tens\u00f5es compat\u00edveis com a eletricidade dos seres vivos. [Imagem: Chengwei Wang et al. – 10.1038\/ncomms15609]<\/em><\/p>\n

Eletricidade biocompat\u00edvel<\/strong><\/p>\n

Engenheiros da Universidade de Maryland, nos EUA, inventaram um tipo de bateria totalmente novo: uma bateria i\u00f4nica.<\/p>\n

Nas baterias atuais, a energia el\u00e9trica, ou corrente, flui na forma de el\u00e9trons em movimento. Essa corrente de el\u00e9trons que sai da bateria \u00e9 gerada movendo \u00edons positivos – mais comumente \u00edons de l\u00edtio – de um eletrodo para o outro.<\/p>\n

A nova bateria i\u00f4nica faz o contr\u00e1rio. Ela move el\u00e9trons em seu interior, liberando energia na forma de um fluxo de \u00edons.<\/p>\n

Em nossos corpos, os sinais el\u00e9tricos s\u00e3o transmitidos na forma de fluxos de \u00edons – principalmente de s\u00f3dio e pot\u00e1ssio. \u00c9 essa bioeletricidade que alimenta nosso c\u00e9rebro, controla o ritmo do nosso cora\u00e7\u00e3o, comanda o movimento dos nossos m\u00fasculos e muito mais.<\/p>\n

Isto significa que a nova bateria \u00e9 biocompat\u00edvel, j\u00e1 que ela produz o mesmo tipo de energia el\u00e9trica – baseada em \u00edons – usada pelos seres humanos e outros seres vivos.<\/p>\n

“[Nossa] inten\u00e7\u00e3o \u00e9 que os sistemas i\u00f4nicos fa\u00e7am interface com os sistemas humanos. Ent\u00e3o lan\u00e7amos o projeto reverso de uma bateria.<\/p>\n

“Em uma bateria t\u00edpica, os \u00edons fluem atrav\u00e9s da membrana da bateria e os el\u00e9trons fluem atrav\u00e9s de fios para estabelecer uma interface com dispositivos eletr\u00f4nicos. Em nosso design reverso, uma bateria tradicional \u00e9 curto-circuitada eletronicamente, o que significa que os el\u00e9trons est\u00e3o fluindo atrav\u00e9s dos fios met\u00e1licos. Ent\u00e3o, os \u00edons devem fluir atrav\u00e9s dos cabos i\u00f4nicos externos. Neste caso, os \u00edons no cabo i\u00f4nico – usamos fibras de grama – podem se conectar com sistemas vivos,” explicou o professor Liangbing Hu, coordenador da equipe.<\/p>\n

\"\"
\nAs folhas de grama se mostraram ideais para armazenar a energia da bateria i\u00f4nica. [Imagem: Chengwei Wang et al. – 10.1038\/ncomms15609]<\/em><\/p>\n

Bateria i\u00f4nica<\/strong><\/p>\n

As tentativas de criar biocompatibilidade e interfaces el\u00e9trico-biol\u00f3gico vinham se concentrando at\u00e9 agora na transforma\u00e7\u00e3o de uma corrente eletr\u00f4nica – das baterias – em uma corrente i\u00f4nica – dos seres vivos.<\/p>\n

O problema com esta abordagem \u00e9 que a corrente eletr\u00f4nica precisa alcan\u00e7ar uma determinada tens\u00e3o para saltar o hiato entre os sistemas eletr\u00f4nicos e os sistemas i\u00f4nicos. No entanto, nos sistemas vivos as correntes i\u00f4nicas circulam em tens\u00f5es muito baixas. Assim, as interfaces eletr\u00f4nico-i\u00f4nicas tentadas at\u00e9 agora geram sa\u00eddas fortes demais para serem ligadas, digamos, a um m\u00fasculo ou ao cora\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

J\u00e1 a bateria i\u00f4nica funciona em qualquer tens\u00e3o.<\/p>\n

Outra caracter\u00edstica peculiar desta primeira bateria i\u00f4nica \u00e9 que ela usa grama para armazenar sua energia. Para isso, a equipe empapou folhas de grama em uma solu\u00e7\u00e3o de sais de l\u00edtio, o que fez com que os canais do vegetal, que antes moviam nutrientes para cima e para baixo da folha, se transformassem em condu\u00edtes e dep\u00f3sitos ideais para acomodar a solu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O prot\u00f3tipo \u00e9 formado por dois tubos de vidro com grama dentro, conectados por um fio de met\u00e1lico no topo. \u00c9 por esse fio que os el\u00e9trons fluem para se mover de um eletrodo da bateria para o outro enquanto a energia armazenada descarrega lentamente. Na outra extremidade de cada tubo de vidro h\u00e1 uma ponta met\u00e1lica atrav\u00e9s da qual a corrente i\u00f4nica flui.<\/p>\n

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\nA equipe confirmou que sua bateria fornece uma corrente i\u00f4nica para c\u00e9lulas vivas. [Imagem: Chengwei Wang et al. – 10.1038\/ncomms15609]<\/em><\/p>\n

Conex\u00e3o entre m\u00e1quinas e humanos<\/strong><\/p>\n

“As aplica\u00e7\u00f5es potenciais [das baterias i\u00f4nicas] podem incluir o desenvolvimento da pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de dispositivos para micromanipula\u00e7\u00e3o das atividades neurais e intera\u00e7\u00f5es que podem prevenir ou tratar problemas m\u00e9dicos como a doen\u00e7a de Alzheimer e a depress\u00e3o.<\/p>\n

“A bateria poder\u00e1 ser usada para desenvolver dispositivos m\u00e9dicos para pessoas com defici\u00eancia, ou para ferramentas mais eficientes de administra\u00e7\u00e3o de medicamentos e genes, tanto em pesquisas como clinicamente, como uma maneira de tratar c\u00e2nceres e outras doen\u00e7as m\u00e9dicas de forma mais precisa.<\/p>\n

“Olhando mais adiante no horizonte cient\u00edfico, esperamos tamb\u00e9m que esta inven\u00e7\u00e3o possa ajudar a estabelecer a comunica\u00e7\u00e3o direta entre m\u00e1quinas e humanos,” disse Jianhua Zhang, membro da equipe.<\/p>\n

Bibliografia:
\nInverted battery design as ion generator for interfacing with biosystems
\nChengwei Wang, Kun (Kelvin) Fu, Jiaqi Dai, Steven D. Lacey, Yonggang Yao, Glenn Pastel, Lisha Xu, Jianhua Zhang, Liangbing Hu
\nNature Communications
\nVol.: 8, Article number: 15609
\nDOI: 10.1038\/ncomms15609<\/em><\/p>\n

Autor: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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