E-Skin Alimentada por Biocombustível: Interface Homem-Máquina Movida a Suor

Pesquisadores desenvolveram pele eletrônica (e-skin) que é aplicada diretamente sobre a pele real. Feita de borracha macia e flexível, pode ser embutida com sensores que monitoram informações como frequência cardíaca, temperatura corporal, níveis de açúcar no sangue e subprodutos metabólicos que são indicadores de saúde, bem como sinais nervosos que controlam músculos. Tudo isso sem necessidade de bateria, pois funciona exclusivamente com células de biocombustível alimentadas por um dos próprios resíduos do corpo.

O suor humano contém níveis muito altos do químico lactato, um composto gerado como subproduto de processos metabólicos normais, especialmente pelos músculos durante exercício. As células de combustível embutidas na e-skin absorvem esse lactato e o combinam com oxigênio da atmosfera, gerando água e piruvato, outro subproduto do metabolismo. Conforme operam, as células de biocombustível geram eletricidade suficiente para alimentar sensores e um dispositivo Bluetooth similar ao que conecta um telefone a um som de carro, permitindo que a e-skin transmita leituras de seus sensores sem fio.

Embora comunicação de campo próximo seja uma abordagem comum para muitos sistemas de e-skin sem bateria, ela só podia ser usada para transferência de energia e leitura de dados em distância muito curta. Comunicação Bluetooth consome mais energia mas é uma abordagem mais atraente com conectividade estendida para aplicações médicas e robóticas práticas.

Criar uma fonte de energia que pudesse funcionar com suor não foi o único desafio na criação da e-skin. Ela também precisava durar muito tempo com alta intensidade de potência com degradação mínima. As células de biocombustível são feitas de nanotubos de carbono impregnados com catalisador de platina/cobalto e malha composta segurando uma enzima que quebra lactato. Elas podem gerar saída de potência contínua e estável (tão alta quanto vários miliwatts por centímetro quadrado) por vários dias no suor humano.

Próximos passos são desenvolver uma variedade de sensores que podem ser embutidos na e-skin para que possa ser usada para múltiplos propósitos. Além de ser um biossensor vestível, isso pode ser uma interface homem-máquina — os sinais vitais e informações moleculares coletados usando esta plataforma poderiam ser usados para projetar e otimizar próteses de próxima geração.