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De acordo com uma pesquisa italiana, a ftalocianina de cobre (CuPc), um agente comum de branqueamento dentário, também funciona em nanotransistores e pode abrir a porta para produtos comestíveis seguros e confiáveis. eletrônica.
Eles descobriram que a quantidade de material que os humanos já ingerem por meio da higiene dental de rotina era suficiente para construir um transistor. A equipe trabalha para o Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Instituto Italiano de Tecnologia) de Milão, uma organização com histórico de busca de avanços em eletrônicos comestíveis.
Eletrônicos Comestíveis
Com os avanços contínuos na tecnologia médica, colocar dispositivos com segurança dentro do corpo humano é um dos principais pontos de foco. As cirurgias são caras e apresentam risco de complicações. A equipe da ITT tem trabalhado em eletrônicos comestíveis para melhorar a acessibilidade. O seu objetivo é criar sensores biomédicos que possam ser ingeridos com segurança sem supervisão, aliviando parte da crescente carga de trabalho imposta aos profissionais de saúde.
Para conseguir isso, eles começaram a analisar quais substâncias ingeríveis também podem funcionar como semicondutores. A abordagem deles para a busca não era convencional. Em vez de olhar para materiais já aprovados para consumo humano intencional, olharam para aditivos que são ingeridos involuntariamente sem incidentes como subprodutos de outras aplicações, como pastas de dentes e corantes para batons. Foi neste espaço que descobriram a ftalocianina de cobre.
Do branqueador à fonte de energia
A ftalocianina de cobre é um cristal sintético mais comumente usado como corante azul, um ingrediente comum em pastas de dente há cerca de 15 anos. Quando adicionado à pasta de dente, ele adere ao esmalte, criando uma aparência mais branca. A equipe iniciou sua pesquisa em duas fases avaliando se a quantidade necessária para desenvolver transistores funcionais seria segura ou levaria à toxicidade no corpo humano. Ao longo do dia, a substância cai dos dentes. Ao analisar vários dados clínicos e testes laboratoriais, concluíram que uma pessoa média engole cerca de meio miligrama de CuPc diariamente.
Descobriu-se que essa substância era suficiente para fabricar muitos transistores. “Com a quantidade de ftalocianina de cobre que ingerimos diariamente, poderíamos, teoricamente, fabricar aproximadamente 10.000 transistores comestíveis”, relatou a autora principal Elena Feltr. O estudo identificou “planaridade molecular, boa estabilidade ao ar e mobilidade demonstrada do portador de carga de efeito de campo” entre alguns dos atributos mais promissores do CuPc para a aplicação pretendida. Além disso, sua baixa solubilidade em fluidos corporais como a saliva torna os transistores baseados em CuPc especialmente adequados para administração oral.
Produzindo o transistor comestível
A inovação envolveu emparelhar este novo semicondutor com um método de fabricação de circuito existente. Um substrato de etilcelulose forma a base do circuito. Em seguida, um filme CuPC é evaporado no substrato e um jato de tinta imprime nele contatos elétricos de ouro de qualidade alimentar. Outro aditivo alimentar comum, a quitosana, um agente gelificante, é usado como porta para permitir funcionalidade de baixa tensão abaixo de 1V. Os resultados dos testes indicaram que o transistor deveria ter funcionalidade estável por mais de um ano quando exposto ao ar e ser capaz de modulação de corrente de duas ordens de grandeza.
O laboratório onde ocorreu a pesquisa, dirigido por Mario Caironi, tem história em tecnologia comestível. No ano passado, ele liderou um projeto que envolveu a concepção de uma bateria comestível. Planeiam continuar a investigar esta fronteira, incluindo a trabalhar no projeto europeu RoboFood. O próximo passo para os transistores baseados em CuPC será ajustar o substrato comestível para controlar melhor o crescimento dos cristais de CuPc. Além disso, buscam identificar outras substâncias adequadas para a construção de eletrônicos que possam operar no interior do corpo humano.
O papel “Um transistor totalmente comestível baseado em um pigmento de pasta de dente” foi publicado na Advanced Science em 16 de setembro de 2024.
Ryan Whalen cobre ciência e tecnologia para The Debrief. Ele possui bacharelado em História e mestrado em Biblioteconomia e Ciência da Informação com certificado em Ciência de Dados. Ele pode ser contatado em ryan@thedebrief.org e segui-lo no Twitter @mdntwvlf.
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