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O ouro não se presta facilmente a ser transformado em fios longos e finos. Mas pesquisadores da Universidade de Linköping, na Suécia, agora conseguiram criar nanofios de ouro e desenvolver eletrodos macios que podem ser conectados ao sistema nervoso. Os eletrodos são macios como nervos, elásticos e eletricamente condutores, e são projetados para durar muito tempo no corpo.
Algumas pessoas têm um “coração de ouro”, então por que não “nervos de ouro”? No futuro, pode ser possível usar esse metal precioso em interfaces suaves para conectar eletrônicos ao sistema nervoso para fins médicos. Essa tecnologia pode ser usada para aliviar condições como epilepsia, doença de Parkinson, paralisia ou dor crônica. No entanto, criar uma interface onde os eletrônicos podem encontrar o cérebro ou outras partes do sistema nervoso apresenta desafios especiais.
“Os condutores clássicos usados em eletrônica são metais, que são muito duros e rígidos. As propriedades mecânicas do sistema nervoso lembram mais uma gelatina mole. Para obter uma transmissão de sinal precisa, precisamos chegar muito perto das fibras nervosas em questão, mas como o corpo está constantemente em movimento, obter contato próximo entre algo duro e algo macio e frágil se torna um problema”, diz Klas Tybrandt, professor de ciência dos materiais no Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping, que liderou a pesquisa.
Os pesquisadores, portanto, querem criar eletrodos que tenham boa condutividade, bem como propriedades mecânicas semelhantes à maciez do corpo. Nos últimos anos, vários estudos mostraram que eletrodos macios não danificam o tecido tanto quanto eletrodos duros podem fazer. No estudo atual, publicado no periódico Small, um grupo de pesquisadores da Universidade de Linköping desenvolveu nanofios de ouro — mil vezes mais finos que um fio de cabelo — e os embutiu em um material elástico para criar microeletrodos macios.
“Conseguimos fazer um novo e melhor nanomaterial a partir de nanofios de ouro em combinação com uma borracha de silicone muito macia. Fazer com que eles trabalhassem juntos resultou em um condutor que tem alta condutividade elétrica, é muito macio e feito de materiais biocompatíveis que funcionam com o corpo”, diz Klas Tybrandt.
A borracha de silicone é usada em implantes médicos, como implantes mamários. Os eletrodos macios também incluem ouro e platina, metais comuns em dispositivos médicos para uso clínico. No entanto, fazer nanoestruturas de ouro longas e estreitas é muito difícil. Isso tem sido um grande obstáculo até agora, mas os pesquisadores agora criaram uma nova maneira de fabricar nanofios de ouro. E eles fazem isso usando nanofios de prata.
Como a prata tem propriedades únicas que a tornam um material muito bom para criar o tipo de nanofios que os pesquisadores estão procurando, ela é usada em alguns nanomateriais elásticos. O problema com a prata é que ela é quimicamente reativa. Da mesma forma que talheres de prata descolorem com o tempo quando ocorrem reações químicas na superfície, a prata em nanofios se decompõe para que os íons de prata vazem. Em uma concentração alta o suficiente, os íons de prata podem ser tóxicos para nós.
Foi quando Laura Seufert, uma estudante de doutorado no grupo de pesquisa de Klas Tybrandt, estava trabalhando para encontrar uma maneira de sintetizar, ou “cultivar”, nanofios de ouro, que ela surgiu com uma nova abordagem que abriu novas possibilidades. No início, era difícil controlar o formato dos nanofios. Mas então ela descobriu uma maneira que resultou em fios muito suaves. Em vez de tentar cultivar nanofios de ouro desde o início, ela começou com um nanofio fino feito de prata pura.
“Como é possível fazer nanofios de prata, nós aproveitamos isso e usamos o nanofio de prata como um tipo de molde no qual cultivamos ouro. O próximo passo no processo é remover a prata. Uma vez feito isso, temos um material que tem mais de 99 por cento de ouro. Então é um truque para contornar o problema de fazer nanoestruturas longas e estreitas de ouro”, diz Klas Tybrandt.
Em colaboração com o professor Simon Farnebo do Departamento de Ciências Biomédicas e Clínicas da Universidade de Linköping, os pesquisadores por trás do estudo mostraram que os microeletrodos macios e elásticos podem estimular um nervo de rato e também capturar sinais do nervo.
Em aplicações onde a eletrônica macia deve ser incorporada ao corpo, o material deve durar muito tempo, de preferência por toda a vida. Os pesquisadores testaram a estabilidade do novo material e concluíram que ele durará pelo menos três anos, o que é melhor do que muitos dos nanomateriais desenvolvidos até agora.
A equipe de pesquisa agora está trabalhando para refinar o material e criar diferentes tipos de eletrodos que são ainda menores e podem entrar em contato mais próximo com as células nervosas.
A pesquisa foi financiada com o apoio, entre outros, da Fundação Sueca para Pesquisa Estratégica, do Conselho Sueco de Pesquisa, da Fundação Knut e Alice Wallenberg e pela área de pesquisa estratégica do governo sueco em materiais funcionais avançados, AFM, na Universidade de Linköping.
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