Pele eletrônica artificial terá uso em robôs e humanos
Autor: ana laisi | Publicado: 2010-10-31T05:25:00-07:00

  Os cientistas conseguiram dar uma elevada flexibilidade aos materiais  inorgânicos, muito eficientes, mas geralmente quebradiços.   [Imagem:&nbsp;Takei et al./Nature Materials] 
Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/09/2010
Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, nos Estados  Unidos, sintetizaram um novo material eletrônico sensível à pressão a  partir de nanofios semicondutores.
A conquista abre caminho para o desenvolvimento de um novo tipo de  pele artificial para uso em robôs e, no futuro, também em humanos.
"A ideia é fazer com que o material tenha funcionalidades semelhantes  à da pele humana, o que implica incorporar a capacidade de tocar e de  sentir objetos", disse Ali Javey, coordenador da pesquisa.
O material, batizado de e-skin (pele eletrônica) por seus criadores, é o primeiro feito de semicondutores inorgânicos cristalinos.
Pele artificial robótica
Uma pele artificial sensível ao toque ajudará a superar um grande  desafio na robótica: controlar a quantidade de força necessária para  segurar e manipular uma ampla gama de objetos.
"Os humanos sabem como segurar um ovo totalmente frágil sem  quebrá-lo. Se quisermos que um robô faça isso, ou lave as louças, por  exemplo, precisamos ter certeza de que ele não quebrará as taças de  vinho no processo. Mas também queremos que o mesmo robô seja capaz de  segurar com firmeza uma chaleira sem derrubá-la", disse Javey.
Um objetivo mais distante é usar a pele eletrônica para restaurar o  sentido do tato em pacientes que precisam de membros protéticos. Mas  essas novas próteses ainda exigirão avanços importantes na integração  dos sensores eletrônicos com o sistema nervoso humano.
Em 2008, a mesma equipe havia criado o primeiro chip sensorial, integrando sensores e circuitos eletrônicos em uma mesma plataforma.
Pele eletrônica inorgânica
Tentativas anteriores de desenvolver pele artificial se basearam em  materiais orgânicos, por serem flexíveis e de processamento  relativamente simples.
"O problema é que os materiais orgânicos são semicondutores ruins, o  que significa que dispositivos eletrônicos feitos com eles precisarão  frequentemente de altas tensões para que seus circuitos funcionem",  disse Javey.
Já os materiais inorgânicos, como o silício cristalino, têm  propriedades elétricas excelentes, podem operar com baixa potência e são  quimicamente estáveis. "Mas, historicamente, esses materiais têm-se  mostrado sem flexibilidade e fáceis de quebrar," disse Javey.
"Nesse aspecto, trabalhos de vários grupos de pesquisa, inclusive o  nosso, têm mostrado recentemente que fitas ou fios minúsculos de  materiais inorgânicos podem se tornar altamente flexíveis, isto é,  ideais para eletrônicos flexíveis e sensores," afirma o pesquisador.
Os  transistores foram integrados sob uma borracha sensível à pressão, de  modo a se inserir a funcionalidade sensorial.   [Imagem: Takei et  al./Nature Materials]Como é feita a pele eletrônica
Para fabricar a pele eletrônica, inicialmente os cientistas  cultivaram nanofios de germânio e silício, com espessura nanométrica  (bilionésimos de metro), em um tambor cilíndrico. Em seguida, o tambor  foi rolado em um substrato pegajoso.
O substrato usado foi um filme polimérico de poliimida, mas os  pesquisadores afirmam que a técnica pode funcionar com diversos  materiais, incluindo outros plásticos, papel ou vidro.
À medida que o tambor rolava, os nanofios eram depositados no  substrato de maneira ordenada, formando a base a partir da qual folhas  finas e flexíveis de materiais eletrônicos podem ser construídas.
Os pesquisadores imprimiram os nanofios em matrizes quadradas com 18  por 19 pixels, medindo 7 centímetros de cada lado. Cada pixel contém um  transistor feito de centenas de nanofios semicondutores. Os transistores  foram integrados sob uma borracha sensível à pressão, de modo a se  inserir a funcionalidade sensorial.
A matriz precisou de menos de 5 volts de eletricidade para funcionar e  manteve seu rendimento após ter sido submetida em testes a mais de 2  mil ciclos de dobras.
Segundo os pesquisadores, a pele eletrônica foi capaz de detectar  pressões de 0 a 15 quilopascals, uma faixa comparável à força usada para  atividades diárias, como digitar em um teclado de computador ou segurar  um objeto.