{"id":6727,"date":"2018-05-29T16:43:04","date_gmt":"2018-05-29T19:43:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/?p=6727"},"modified":"2018-06-07T17:00:06","modified_gmt":"2018-06-07T20:00:06","slug":"artigo-em-destaque-linha-de-algodao-condutora-para-costurar-eletronicos-vestiveis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-linha-de-algodao-condutora-para-costurar-eletronicos-vestiveis\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Linha de algod\u00e3o condutora para costurar eletr\u00f4nicos vest\u00edveis."},"content":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Multifunctional Wearable Electronic Textiles Using Cotton Fibers with Polypyrrole and Carbon Nanotubes<\/strong>. Ravi M. A. P. Lima, Jose Jarib Alcaraz-Espinoza , Fernando A. G. da Silva, Jr., and Helinando P. de Oliveira. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (16), pp 13783\u201313795. DOI: 10.1021\/acsami.8b04695<\/p>\n

Linha de algod\u00e3o condutora para costurar eletr\u00f4nicos vest\u00edveis<\/strong><\/p>\n

\"Esta<\/a>
Esta imagem de microscopia eletr\u00f4nica de varredura (MEV) amplifica uma das linhas condutoras desenvolvidas neste trabalho.<\/figcaption><\/figure>\n

A \u201cvelha conhecida\u201d linha de costura, universalmente usada, por exemplo, para pregar bot\u00f5es, foi recentemente transformada por uma equipe cient\u00edfica brasileira em um material condutor de eletricidade e multifuncional. De fato, os usos desta nova linha de costurar v\u00e3o muito al\u00e9m da costura. Ela funciona muito bem como mini aquecedor el\u00e9trico, como componente de supercapacitores (dispositivos que armazenam e liberam energia, similares \u00e0s baterias) e como agente bactericida. Al\u00e9m disso, a linha \u00e9 flex\u00edvel e confort\u00e1vel ao toque, e conserva suas propriedades eletr\u00f4nicas mesmo depois de lavada, torcida, enrolada ou dobrada repetidas vezes.<\/p>\n

Com essas caracter\u00edsticas, a fibra pode cumprir um papel importante na eletr\u00f4nica vest\u00edvel –\u00a0 o conjunto de dispositivos eletr\u00f4nicos planejados para serem usados sobre o corpo humano, incorporados a roupas ou acess\u00f3rios.<\/p>\n

\u201cComo a linha \u00e9 um elemento b\u00e1sico para a concep\u00e7\u00e3o de t\u00eaxteis, imaginamos que qualquer produto vest\u00edvel possa fazer uso desta tecnologia\u201d, diz Helinando Pequeno de Oliveira<\/a>, professor da Universidade Federal do Vale de S\u00e3o Francisco (Univasf) e l\u00edder da equipe cient\u00edfica que desenvolveu a linha condutora e bactericida. Junto a outros tr\u00eas autores, todos ligados \u00e0 Univasf, Oliveira assina um artigo sobre o assunto, que foi recentemente publicado no peri\u00f3dico cient\u00edfico ACS Applied Materials and Interfaces<\/em> (fator de impacto= 7,504).<\/p>\n

A fibra condutora e bactericida de Oliveira e seus colaboradores \u00e9 feita de um material comp\u00f3sito, formado por linhas de algod\u00e3o de 0,5 mm de di\u00e2metro, revestidas com nanotubos de carbono e polipirrol. O material resultante apresenta, al\u00e9m de alta condutividade el\u00e9trica, boa atividade eletroqu\u00edmica – caracter\u00edstica necess\u00e1ria para que possa ser usado em supercapacitores.<\/p>\n

Para fabricar a fibra condutora, a equipe da Univasf desenvolveu um processo bastante simples, formado por duas etapas principais. Na primeira etapa, peda\u00e7os de linha de algod\u00e3o s\u00e3o submergidos em uma tinta de nanotubos de carbono quimicamente modificados de modo a aumentar sua intera\u00e7\u00e3o com o algod\u00e3o. Como resultado, a linha fica revestida por uma rede cont\u00ednua de nanotubos interconectados.<\/p>\n

A segunda etapa \u00e9 destinada a revestir as fibras com um segundo material: o polipirrol. Para isso, inicialmente, prepara-se uma solu\u00e7\u00e3o formada pelo composto pirrol e o solvente hexano, na qual se submergem as fibras revestidas com nanotubos. Em seguida, verte-se, em cima desta prepara\u00e7\u00e3o, uma outra solu\u00e7\u00e3o, formada por \u00e1gua e alguns compostos que acabar\u00e3o se incorporando em quantidades muito pequenas \u00e0 composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica do polipirrol num processo chamado \u201cdopagem\u201d do material. Na interface entre ambas as solu\u00e7\u00f5es, as quais n\u00e3o se misturam, ocorre ent\u00e3o a uni\u00e3o das pequenas mol\u00e9culas de pirrol, resultando na forma\u00e7\u00e3o de macromol\u00e9culas de polipirrol que se depositam na superf\u00edcie das fibras. Este processo, no qual um pol\u00edmero se forma na interface entre duas solu\u00e7\u00f5es, \u00e9 chamado de \u201cpolimeriza\u00e7\u00e3o interfacial\u201d. \u201cDado o bom n\u00edvel de dopagem do polipirrol (otimizado para esta s\u00edntese) e a sua forte intera\u00e7\u00e3o com os nanotubos funcionalizados, as fibras resultantes apresentam \u00f3timas propriedades el\u00e9tricas\u201d, diz o professor Oliveira.<\/p>\n

A equipe cient\u00edfica tamb\u00e9m produziu algumas variantes dessa linha de costurar condutora. Por exemplo, uma fibra sem nanotubos de carbono e outra fibra cujo revestimento de polipirrol foi produzido por meio de uma polimeriza\u00e7\u00e3o n\u00e3o interfacial. Entretanto, as linhas com nanotubos de carbono e polimeriza\u00e7\u00e3o interfacial mostraram o melhor desempenho el\u00e9trico e eletroqu\u00edmico.<\/p>\n

Aquecedores e supercapacitores em fibras de algod\u00e3o <\/strong><\/p>\n

\"Primeira<\/a>
Primeira e segunda gera\u00e7\u00e3o de prot\u00f3tipos do supercapacitor baseado nas linhas de costurar condutoras.<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cA alta condutividade el\u00e9trica (em conjunto com a boa porosidade do material) fez do material um \u00f3timo prot\u00f3tipo para aplica\u00e7\u00e3o em eletrodos de supercapacitores\u201d, diz Oliveira. \u201cEstas propriedades tamb\u00e9m viabilizaram o seu uso como aquecedor el\u00e9trico com tens\u00f5es de opera\u00e7\u00e3o bem baixas (da ordem de poucos volts). Junto a estas aplica\u00e7\u00f5es, se soma o potencial antibacteriano da matriz\u201d, completa.<\/p>\n

Al\u00e9m de testarem o desempenho da fibra condutora e bactericida de forma isolada no laborat\u00f3rio, Oliveira e seus colaboradores desenvolveram uma prova de conceito. \u201cUsamos uma agulha para costurar a linha em uma luva\u201d, conta o professor. \u201cCom isso poder\u00edamos monitorar a temperatura que a m\u00e3o, vestindo esta luva, atingiria quando conect\u00e1ssemos o dispositivo a uma fonte de alimenta\u00e7\u00e3o\u201d, explica.<\/p>\n

O sistema de aquecimento testado na luva pode ser adaptado a diversos contextos, como por exemplo uma vers\u00e3o ambulat\u00f3ria da termoterapia (aquecimento terap\u00eautico de regi\u00f5es do corpo, que \u00e9 frequentemente utilizado em sess\u00f5es de fisioterapia), com a vantagem adicional da a\u00e7\u00e3o antibacteriana. Essa propriedade \u00e9 particularmente interessante em materiais que s\u00e3o usados em contato com a pele, j\u00e1 que, dessa maneira, evitam doen\u00e7as e odores. No caso do polipirrol, a a\u00e7\u00e3o ocorre quando o material atrai eletrostaticamente as bact\u00e9rias e promove o rompimento de sua parede celular, inibindo a sua prolifera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

\"Aquecimento<\/a>
Aquecimento local (em graus cent\u00edgrados) proporcionado pela linha condutora costurada ao dedo indicador da luva, depois de aplicar uma tens\u00e3o el\u00e9trica de 12 V.<\/figcaption><\/figure>\n

Um poss\u00edvel produto vest\u00edvel baseado na linha de costurar condutora \u00e9 um casaco t\u00e9rmico. Ele poderia ser alimentado por meio de uma c\u00e9lula solar incorporada ao casaco, ou por meio de dispositivos triboel\u00e9tricos, que colheriam a energia gerada pelo movimento do usu\u00e1rio do casaco. A energia resultante seria armazenada em um supercapacitor feito com a fibra condutora. Costurado ao casaco, o supercapacitor forneceria eletricidade ao aquecedor quando necess\u00e1rio.<\/p>\n

Mais um exemplo \u00e9 o da camiseta armazenadora de energia, na qual o grupo do professor Oliveira est\u00e1 trabalhando atualmente com o objetivo de gerar um produto comercializ\u00e1vel. \u201cNo momento estamos otimizando a confec\u00e7\u00e3o de supercapacitores em pe\u00e7as de tecidos \u00e0 base de algod\u00e3o e lycra, como forma a conect\u00e1-los diretamente a geradores de energia port\u00e1teis, viabilizando assim o desenvolvimento de camisetas armazenadoras de energia\u201d, revela Oliveira.<\/p>\n

Ci\u00eancia e tecnologia desenvolvida no sert\u00e3o nordestino <\/strong><\/p>\n

O trabalho reportado no artigo da ACS Appl. Mater. Interfaces<\/em> e seus desdobramentos foram totalmente realizados no Instituto de Pesquisa em Ci\u00eancia dos Materiais da Univasf, no campus do munic\u00edpio de Juazeiro, localizado ao norte do estado da Bahia. \u00a0A Univasf, que possui seis campi distribu\u00eddos no interior dos estados da Bahia, Pernambuco e Piau\u00ed, foi criada em 2002 e inaugurada em 2004. No mesmo ano, Oliveira tornou-se professor da institui\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O desenvolvimento das linhas de algod\u00e3o condutoras nasceu de uma linha de pesquisa sobre eletr\u00f4nicos e dispositivos flex\u00edveis, criada em 2016. Em 2017, a ideia virou tema\u00a0do trabalho de mestrado de Ravi Moreno Araujo Pinheiro Lima<\/a>, com orienta\u00e7\u00e3o do professor Helinando Oliveira, dentro do Programa de P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Ci\u00eancia dos Materiais na Univasf \u2013 Juazeiro, criado em 2007. O p\u00f3s-doc Jos\u00e9 Jarib Alcaraz Espinoza<\/a>, que estava otimizando s\u00ednteses de pol\u00edmeros condutores para supercapacitores, adaptou uma metodologia \u00e0 polimeriza\u00e7\u00e3o interfacial em algod\u00e3o. Com isso, os pesquisadores perceberam que as linhas condutoras funcionavam como bons eletrodos de supercapacitores, e fabricaram esses dispositivos. Ao mesmo tempo, com a colabora\u00e7\u00e3o de Fernando da Silva Junior<\/a>, doutorando do programa de p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o institucional Rede Nordeste de Biotecnologia, a equipe testou a a\u00e7\u00e3o do material contra a bact\u00e9ria Staphylococcus aureus<\/em>, respons\u00e1vel por uma s\u00e9rie de infec\u00e7\u00f5es de diversos graus de gravidade no ser humano.<\/p>\n

\u201cEstes resultados refletem o investimento do Brasil na interioriza\u00e7\u00e3o de sua rede de institui\u00e7\u00f5es federais de ensino e pesquisa. Com isso, a migra\u00e7\u00e3o do sertanejo rumo \u00e0s grandes capitais na busca por conhecimento vem sendo reduzida. Agora h\u00e1 tamb\u00e9m mais ci\u00eancia sendo produzida no sert\u00e3o nordestino\u201d, afirma o professor Oliveira. \u201cNo entanto, os recentes cortes em C&T t\u00eam lan\u00e7ado uma enorme nuvem de incerteza sobre o futuro da ci\u00eancia no pa\u00eds (e em particular sobre estas jovens institui\u00e7\u00f5es). O governo brasileiro n\u00e3o tem o direito de jogar tantos sonhos no lixo. A ci\u00eancia precisa superar mais esta crise\u201d, completa o pesquisador.<\/p>\n

\"Foto<\/a>
Foto do grupo de pesquisa liderado pelo professor Oliveira no Instituto de Pesquisa em Ci\u00eancia de Materiais. \u00c0 direita, em azul, os autores do artigo.<\/figcaption><\/figure><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Multifunctional Wearable Electronic Textiles Using Cotton Fibers with Polypyrrole and Carbon Nanotubes. Ravi M. A. P. Lima, Jose Jarib Alcaraz-Espinoza , Fernando A. G. da Silva, Jr., and Helinando P. de Oliveira. ACS Appl. Mater. Interfaces, […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[1518,1520,1523,1524,1348,1525,1240,1512,1053,1517,1514,1513,1519,1522,33,1515,1521,1201,1238,1202,1516],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6727"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6727"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6727\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6753,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6727\/revisions\/6753"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6727"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6727"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6727"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}