Novo sistema melhora a estabilidade mecânica de bioeletrodos baseados em nanofibras

Dispositivos eletrônicos flexíveis baseados em membranas de nanofibras eletrofiadas (ENM) estão atraindo atenção significativa devido à sua alta biocompatibilidade e excelente desempenho mecânico. No entanto, padronizar materiais condutores em substratos de fibra normalmente requer equipamento de vácuo caro ou processos adicionais para criar máscaras separadas.

Para resolver esse problema, uma equipe de pesquisa colaborativa liderada pelo professor Seung Hwan Ko, do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Nacional de Seul, e pelo professor C-Yoon Kim, da Universidade Konkuk, desenvolveu um sistema que induz um fluxo de fluido eficiente usando ação capilar, colocando um suporte de papel carbono sob a membrana de nanofibra, permitindo o processo de filtragem sem a necessidade de equipamento de vácuo.

A pesquisa foi publicada em Materiais Funcionais Avançados em 29 de maio.

Essa abordagem aumenta a estabilidade mecânica ao unir fortemente nanofios e substratos por meio dos efeitos fototérmicos de lasers durante o estágio de pós-processamento. Além disso, o sistema demonstrou que os circuitos permaneceram estáveis ​​mesmo sob forte tratamento ultrassônico e que os padrões no substrato permaneceram intactos quando puxados manualmente.

A equipe validou os pontos fortes do sistema de processo desenvolvido e os resultados por meio de várias aplicações, incluindo um eletrodo de ECG de gravação de sinal epicárdico in vivo, um biossensor eletroquímico epidérmico e uma interface homem-máquina (HMI) personalizada baseada em eletromiografia epidérmica (EMG).

O potencial da eletrônica suave baseada em membrana de nanofibras eletrofiadas (ENM) na bioeletrônica epidérmica ganhou grande atenção com sua compatibilidade conforme com o corpo humano e melhorias de desempenho associadas.

No entanto, a padronização de materiais condutores em substratos de fibra normalmente requer equipamentos de vácuo caros ou processos adicionais para criar máscaras separadas.

A equipe de pesquisa desenvolveu um sistema que permite o processo de filtragem sem a necessidade de equipamentos de vácuo caros, colocando um suporte de papel carbono sob a membrana de nanofibra, induzindo um fluxo de fluido eficiente por meio de ação capilar.

Usando esse sistema, os nanofios e substratos podem ser fortemente unidos por meio dos efeitos fototérmicos dos lasers durante o estágio de pós-processamento, aumentando a estabilidade mecânica. O sistema também demonstrou que os circuitos permaneceram estáveis ​​sob forte tratamento ultrassônico e que os padrões no substrato permaneceram intactos quando puxados manualmente.

A equipe de pesquisa validou os pontos fortes do sistema de processo desenvolvido e os resultados por meio de várias aplicações, incluindo um eletrodo de ECG de gravação de sinal epicárdico in vivo, um biossensor eletroquímico epidérmico e uma interface homem-máquina (HMI) personalizada baseada em eletromiografia epidérmica (EMG).

Além disso, essa pesquisa abriu possibilidades para a fabricação eficiente de dispositivos eletrônicos com alta elasticidade, respirabilidade e condutividade, demonstrando possíveis aplicações em vários campos médicos e de saúde.