Transístor orgânico adapta-se para monitorar sua saúde

Transístor adaptativo

De simples sensores para medir batimentos cardíacos ou número de passos, os dispositivos eletrônicos vestíveis estão evoluindo rapidamente para aparelhos com diversas funcionalidades, capazes de monitorar a saúde de modo mais completo e até auxiliar no atendimento médico em tempo real.

Mas, por menor que seja, ninguém quer um computador pendurado no braço ou atado ao peito, então o progresso rumo a melhores funcionalidades está exigindo redesenhar o hardware desde os componentes mais básicos, de modo a manter tudo miniaturizado e gastando um mínimo de bateria.

Uma novidade marcante nesse esforço acaba de ser apresentada por Heena Kim e colegas da Universidade Nacional Pusan, na Coreia do Sul: Um transístor que, em vez de realizar uma única função, como os transistores dos computadores, pode se adaptar para executar diferentes funções em tempo de voo.

Transístor reprogramável

Além de flexível, como é típico da eletrônica orgânica, o transístor pode ser facilmente reprogramado para diferentes finalidades.

Por exemplo, simplesmente alterando-se a concentração de sal em seu meio circundante, o transístor pode alternar entre o modo tradicional de circuito lógico para computações digitais e um modo de sinapse artificial analógica, pronta para ser usada em aplicações bioeletrônicas neuromórficas, robôs flexíveis e dispositivos protéticos adaptáveis, que aprendem e respondem ao ambiente ao seu redor.

Outra característica marcante é que o estado interno do transístor é visível: À medida que ele alterna entre os dois modos de operação, o componente também muda de cor, de azul claro para azul escuro, permitindo que o usuário leia sua condição operacional apenas olhando para ele.

“A longo prazo, este trabalho poderá levar a terapias personalizadas e autônomas, como bandagens de compressão dinâmica e peles eletrônicas que respondem a lesões em tempo real, tudo monitorado num relance por meio de uma mudança de cor visível,” disse o professor Hyunseok Shim.

Sinapse artificial

Em vez de criar um material totalmente novo, os pesquisadores modificaram o polímero condutor PEDOT:PSS com dois aditivos. A principal inovação está no fato de que a alteração da concentração de cloreto de sódio no eletrólito aditivado modifica o modo como os íons se movem através do material, possibilitando a alternância entre modos operacionais.

Altas concentrações de sal fazem o transístor comutar mais rapidamente, o que é ótimo para operações de lógica digital. E concentrações de sal mais baixas geram um comportamento semelhante ao de uma memória analógica, similar ao perfil de tensão elétrica das sinapses entre os neurônios biológicos.

Como prova de conceito, a equipe construiu um adesivo vestível que detecta edema inflamatório e temperatura da pele, apertando ou afrouxando automaticamente uma faixa de compressão, reduzindo o risco de danos aos tecidos. “A plataforma proposta é adequada para pele eletrônica inteligente, monitores de saúde vestíveis e implantes bioeletrônicos flexíveis, onde um único dispositivo extensível pode processar e armazenar sinais fisiológicos sem circuitos adicionais,” disse Shim.