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Pesquisadores do MIT desenvolvem um híbrido de hidrogel resistente que nunca seca

Pesquisadores do MIT desenvolvem um híbrido de hidrogel resistente que nunca seca



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Qualquer pessoa com lentes de contato entende as frustrações de ter que trocar as lentes todos os dias ou ter que submergir em um líquido para que não sequem. O material de que são feitos é um hidrogel, e eles são conhecidos por secarem e formarem uma massa crocante se não forem constantemente hidratados. No entanto, no verão passado, engenheiros do MIT descobriram uma maneira de prevenir a desidratação dos hidrogéis. A técnica permitirá lentes de contato muito mais duradouras, avanços na bioeletrônica flexível e pode se tornar um componente viável da pele artificial.

Os hidrogéis tradicionais evaporam prontamente quando entram em contato com o ar. Mas, ao ligar polímeros elásticos (como borracha e silicone, ambos elásticos como hidrogéis), a camada externa do gel se tornou impermeável à água. O revestimento dos hidrogéis com uma fina camada de elastômero cria uma barreira que impede a evaporação da água, mantendo-a úmida, flexível e robusta.

O engenheiro-chefe do projeto Xuanhe Zhao, Professor Associado de Desenvolvimento de Carreira Robert N. Noyce no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, diz que a ideia do material em camadas é inspirada na pele humana. Semelhante ao polímero híbrido, a pele é composta por várias camadas; a epiderme externa que está ligada à camada subjacente da derme. As principais funções da epiderme são atuar como um escudo para evitar que materiais estranhos entrem no corpo e proteger os músculos e órgãos do corpo contra o ressecamento.

[Editado:Fonte da imagem:MIT / Melanie Gonick]

Aplicativos no mundo real

O híbrido hidrogel-elastômero é surpreendentemente uma melhoria da pele. A ligação entre o polímero elástico e o hidrogel é muitas vezes mais forte do que a ligação entre a epiderme e a derme. Outras melhorias estão sendo feitas através da implementação de canais minúsculos no material híbrido para atuar como vasos sanguíneos artificiais. Outras variantes do material contêm circuitos iônicos complexos embutidos que podem imitar redes nervosas.

Para testar o material, os pesquisadores submeteram o elastômero à luz ultravioleta. Mesmo após 48 horas em um ambiente de laboratório seco, a massa do material permaneceu quase idêntica, confirmando que o hidrogel reteve a maior parte da umidade. Outros testes examinaram quanta força foi necessária para separar o elastômero do hidrogel. Foi determinado que uma força superior a 1.000 joules por metro quadrado é necessária para separar os dois, o que é significativamente maior do que a força necessária para separar a epiderme da pele da derme.

“Isso é mais resistente do que a pele”, diz Zhao. “Também podemos esticar o material até sete vezes o seu comprimento original e a ligação ainda se mantém.” Ele continua: “Esperamos que este trabalho abra o caminho para a pele sintética, ou mesmo robôs com pele muito macia e flexível com função biológica”.

Outras aplicações podem até mesmo considerá-lo um curativo "inteligente". Os sensores eletrônicos integrados podem monitorar os níveis de oxigênio, pressão sanguínea e outras informações vitais - ao mesmo tempo em que se adaptam a um corpo em movimento contínuo.

Demonstração de convecção de produtos químicos através dos canais da pele[Fonte da imagem:MIT]

Os canais atuam como uma simples rede de vasos sanguíneos, capaz de transportar e distribuir líquidos pelo material. Os pesquisadores acreditam que o material de elastômero híbrido pode ser usado como uma bandagem microfluídica elástica, capaz de fornecer drogas através da pele.

“Mostramos que podemos usar isso como um circuito microfluídico extensível”, diz Yuk. “No corpo humano, as coisas estão se movendo, dobrando e deformando. Aqui, podemos talvez fazer microfluídica e ver como [o dispositivo] se comporta em uma parte móvel do corpo. ”

Daqui para frente

O grupo de pesquisadores espera desenvolver o material para ser útil em um espectro mais amplo de aplicações, incluindo como um dispositivo eletrônico vestível e como um curativo para entrega de medicamentos sob demanda. Pesquisas adicionais estão sendo conduzidas para testar a viabilidade da criação de lentes de contato não secantes e com circuito integrado, dando origem à possibilidade de lentes muito mais duráveis.

“Em última análise, estamos tentando expandir o argumento do uso de hidrogéis como um conjunto de ferramentas de engenharia avançada”, diz Zhao.

VEJA TAMBÉM: Pesquisadores do MIT criaram o material mais forte do mundo

Escrito por Maverick Baker


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