ÁNGELA R. BONACHERA. ICMM-CSIC
MADRID 7 jul. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe do Instituto de Ciência dos Materiais de Madri (ICMM), vinculado ao Conselho Superior de Pesquisas Científicas (CSIC), participou do desenvolvimento de dispositivos ultrafinos que utilizam a tecnologia de adesivos para se adaptarem a qualquer superfície, com potencial aplicação no monitoramento da saúde de pacientes.
O método utilizado, publicado na revista “ACS Nano” e que faz parte de um projeto europeu do qual o CSIC participa, permite que os dispositivos fabricados possam ser integrados em superfícies com qualquer tipo de topografia, como pele, tecidos e tecidos biológicos. Além disso, trata-se de uma estratégia de baixo custo, conforme informou o CSIC em um comunicado.
Para o desenvolvimento dos dispositivos, os pesquisadores utilizaram papéis de transferência para tatuagens temporárias, o que lhes permitiu superar as limitações atuais dos materiais semicondutores 2D. Conforme destacou o líder do projeto na Espanha, Andrés Castellanos-Gómez, os papéis de transferência dos adesivos se tornaram “substratos atraentes para a eletrônica adaptável”, uma vez que permitem a transferência de filmes ultrafinos sobre superfícies curvas e rugosas, como a pele, vidro ou plásticos.
A equipe combinou uma tecnologia própria de esfoliação mecânica de alto rendimento “rollo a rollo” de materiais de van der Waals (materiais bidimensionais) com substratos ultrafinos para a transferência de tatuagens temporárias e adesivos à base de água. Dessa forma, eles conseguiram estabelecer um caminho escalável para a eletrônica adaptável baseada em materiais semicondutores 2D.
Sua rotina de trabalho começa com sua estratégia de esfoliação a seco, uma tecnologia com dois cilindros opostos que já foi patenteada. Depois de obterem filmes de grande superfície compostos por camadas semicondutoras 2D interconectadas com propriedades eletrônicas, esses filmes são integrados a plataformas transferíveis ultrafinas utilizando os mesmos substratos comerciais dos adesivos.
Tudo isso permite a fabricação de fotodetectores flexíveis, termistores e transistores que podem ser transferidos diretamente para superfícies irregulares e curvas, como a pele, o couro sintético e as folhas das plantas.
“Ao combinar a produção em escala de materiais semicondutores de van der Waals com estratégias simples de transferência ultraadaptável, este trabalho amplia a eletrônica baseada em tatuagens para além dos sistemas orgânicos e estabelece uma plataforma prática para dispositivos portáteis e com interface biológica de alto desempenho”, destacou o pesquisador do CSIC Yigit Sozen, um dos principais autores deste trabalho.
POR QUE A EXFOLIAÇÃO MECÂNICA
Neste trabalho, a equipe demonstra que a combinação da exfoliação mecânica de alto rendimento, conhecida como “roll-to-roll”, do dissulfeto de molibdênio (MoS2) com papel comercial para a transferência de adesivos com água oferece uma rota de baixo custo e escalável para a fabricação de dispositivos adaptáveis.
Castellanos-Gómez trabalha com essa forma de obter materiais bidimensionais, já que as outras técnicas existentes atualmente apresentam desvantagens significativas. Por um lado, a exfoliação em fase líquida seguida de impressão deixa resíduos de solventes e apresenta baixa conectividade entre as camadas, bem como uniformidade limitada no filme, “o que muitas vezes compromete o desempenho eletrônico”.
Por outro lado, as películas criadas por meio de evaporação química — um processo conhecido como CVD, na sigla em inglês — exigem uma infraestrutura muito cara e utilizam processos de transferência bastante complexos. Diante disso, a exfoliação mecânica com cilindros proporciona filmes secos e interconectados que podem ser facilmente integrados em plataformas ultrafinas e transferíveis.
“Ao aproveitar essa plataforma de materiais juntamente com estratégias simples de transferência baseadas em adesivos, fabricamos dispositivos ultraconformáveis que funcionam de maneira confiável em superfícies rugosas e flexíveis. Os fotodetectores, termistores e transistores resultantes, baseados em adesivos, apresentam alta capacidade de resposta, elevados coeficientes de temperatura de resistência e funcionamento de transistor de alta mobilidade e baixa tensão”, destacou Castellanos-Gómez.
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