Tecido inteligente e que dispensa uso de bateria pode revolucionar os vestíveis

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 24 de Junho de 2021 às 18h17
iLexx/Envato

Pesquisadores da Universidade Donghua, na China, e do Jülich Centre for Neutron Science (JCNS), na Alemanha, criaram um novo método para produzir tecidos inteligentes e sensores autoalimentados que podem ser usados na fabricação de equipamentos eletrônicos vestíveis.

Eles usaram um processo de fiação úmida coaxial na fabricação contínua de microfibras com um núcleo colocado em um invólucro de metal líquido. Além de esticável, esse material se mostrou altamente condutivo e estável, garantindo a passagem da corrente elétrica quando submetido a situações de estresse.

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A microfibra pode ser esticada em até 1.170% com uma condutividade muito alta de 4,35 x 104 S/m e uma mudança de resistência que varia de 4% a 200% de deformação. Essas características fazem com que o tecido seja capaz de gerar calor e consiga manter uma alimentação própria em dispositivos para o monitoramento de atividades físicas, por exemplo.

Fibras flexíveis

Os condutores feitos com fibras flexíveis podem ser aplicados em tecidos com alta permeabilidade ao ar. Essas fibras elásticas possuem uma condutância estável e são capazes de transportar sinais elétricos continuamente, sem perda significativa de energia durante o trajeto.

Nos testes feitos em laboratório, os pesquisadores usaram três soluções de fiação no canal interno e água destilada no canal externo para melhorar a qualidade da fibra por meio de um processo de coagulação. Ao utilizar uma rede covalente no invólucro de metal líquido depois da polimerização ultravioleta, os cientistas aumentaram a resistência e a recuperação elástica do material.

Eles usaram um diodo emissor de luz (LED) para provar que as fibras mantinham a condutividade elétrica inalterada, mesmo depois de serem dobradas e esticadas por repetidas vezes. Em testes de tração, a recuperação elástica sem deformação aparente foi de 100% após 100 ciclos .

Condutância

Para entender o mecanismo de condutância dentro da microfibra, os pesquisadores observaram a interação entre o fluorelastômero e o metal líquido, que manteve uma tensão superficial muito alta sem apresentar uma deformação considerável, acompanhando o desempenho das microfibras.

Esse fator tornou possível a utilização das fibras como uma espécie de aquecedor elétrico, aumentando a temperatura uniformemente de acordo com a tensão aplicada sobre o tecido. A equipe também incorporou a microfibra em uma luva elástica para demonstrar a capacidade de recuperação do material durante a execução de movimentos repetidos.

Os cientistas utilizaram materiais como algodão, seda e alumínio para monitorar as tensões e as correntes induzidas pela microfibra. Em contato com a pele, o material apresentou um ótimo potencial de detecção como se fosse um sensor vestível com alimentação própria. Com isso, os pesquisadores esperam utilizar a nova descoberta na fabricação de tecidos inteligentes, capazes de medir a temperatura, acompanhar o desempenho físico e detectar problemas de saúde, mantendo o conforto do usuário e sem precisar de uma bateria.

Fonte: Science Advances

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