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Nanorrobôs são alimentados sob a pele por um laser
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Nanorrobôs são alimentados sob a pele por um laser
por ALF007 Qui 21 Jul 2011 - 3:43
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(O dispositivo é formado por uma célula fotovoltaica orgânica, semelhante às que estão permitindo a criação de painéis solares flexíveis. [Imagem: RSC])
Energia para nanorrobôs
Os nanorrobôs capazes de entrar pelo corpo humano e "consertar as coisas" continuam restritos ao reino da ficção científica.
Mas Fang-Chung Chen e seus colegas da Universidade Nacional Chiao Tung, em Taiwan, já resolveram um dos grandes desafios para sua construção: a alimentação.
Os pesquisadores desenvolveram um sistema que permite que um nanorrobô sob a pele tire sua energia de uma fonte de luz externa, "iluminando" a pele na faixa do infravermelho próximo.
A radiação é dirigida para a pele do paciente e o robô transforma essa energia na eletricidade necessária para sua alimentação.
Célula fotoelétrica orgânica
O dispositivo é formado por uma célula fotovoltaica orgânica, semelhante às que estão permitindo a criação de painéis solares flexíveis.
Primeiro, Chen e seus colegas tiveram que ajustar a célula solar orgânica para que ela fosse sensibilizada por radiação na faixa do infravermelho próximo.
Além disso, o dispositivo como um todo foi criado pensando no ambiente biológico. No formato de uma fibra, o pequeno coletor de energia é formado por várias camadas, que incluem óxido de estanho-índio e uma mistura de nanotubos de carbono e polímeros.
Os testes foram feitos usando tecidos de porco, em camadas de 3 milímetros de espessura.
Um laser que emite luz na faixa do infravermelho próximo foi disparado sobre a pele, no limiar da tolerância da pele humana - a radiação no infravermelho é essencialmente calor e, acima de um determinado limite, pode causar queimaduras.
A "fibra fotoelétrica" capta a porção da radiação que atravessa a pele e a transforma em eletricidade.
Neuroestimulação e controle da dor
O alimentador de nanorrobôs produziu 0,32 microwatts de energia, mais do que suficiente para alimentar os dispositivos biológicos nas dimensões previstas - o consumo típico de energia para um nanodispositivo é de aproximadamente 10 nanowatts.
Antes que os nanorrobôs práticos fiquem prontos, a tecnologia poderá ser usada para a neuroestimulação, para alimentar sensores biomédicos implantados no corpo ou para disparar a liberação de medicamentos em pontos específicos do corpo.
"Imagine que, com essa técnica, nós poderemos usar métodos ópticos, de forma não-invasiva, para acionar a estimulação elétrica profundamente no corpo humano, para inibir a dor ou para controlar as doenças diretamente," disse Chen.
Bibliografia:
Near-infrared laser-driven polymer photovoltaic devices and their biomedical applications
Jyh-Lih Wu, Fang-Chung Chen, Ming-Kai Chuang, Kim-Shih Tan
Energy & Environmental Science
14 Jul 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1039/C1EE01723C
(O dispositivo é formado por uma célula fotovoltaica orgânica, semelhante às que estão permitindo a criação de painéis solares flexíveis. [Imagem: RSC])
Energia para nanorrobôs
Os nanorrobôs capazes de entrar pelo corpo humano e "consertar as coisas" continuam restritos ao reino da ficção científica.
Mas Fang-Chung Chen e seus colegas da Universidade Nacional Chiao Tung, em Taiwan, já resolveram um dos grandes desafios para sua construção: a alimentação.
Os pesquisadores desenvolveram um sistema que permite que um nanorrobô sob a pele tire sua energia de uma fonte de luz externa, "iluminando" a pele na faixa do infravermelho próximo.
A radiação é dirigida para a pele do paciente e o robô transforma essa energia na eletricidade necessária para sua alimentação.
Célula fotoelétrica orgânica
O dispositivo é formado por uma célula fotovoltaica orgânica, semelhante às que estão permitindo a criação de painéis solares flexíveis.
Primeiro, Chen e seus colegas tiveram que ajustar a célula solar orgânica para que ela fosse sensibilizada por radiação na faixa do infravermelho próximo.
Além disso, o dispositivo como um todo foi criado pensando no ambiente biológico. No formato de uma fibra, o pequeno coletor de energia é formado por várias camadas, que incluem óxido de estanho-índio e uma mistura de nanotubos de carbono e polímeros.
Os testes foram feitos usando tecidos de porco, em camadas de 3 milímetros de espessura.
Um laser que emite luz na faixa do infravermelho próximo foi disparado sobre a pele, no limiar da tolerância da pele humana - a radiação no infravermelho é essencialmente calor e, acima de um determinado limite, pode causar queimaduras.
A "fibra fotoelétrica" capta a porção da radiação que atravessa a pele e a transforma em eletricidade.
Neuroestimulação e controle da dor
O alimentador de nanorrobôs produziu 0,32 microwatts de energia, mais do que suficiente para alimentar os dispositivos biológicos nas dimensões previstas - o consumo típico de energia para um nanodispositivo é de aproximadamente 10 nanowatts.
Antes que os nanorrobôs práticos fiquem prontos, a tecnologia poderá ser usada para a neuroestimulação, para alimentar sensores biomédicos implantados no corpo ou para disparar a liberação de medicamentos em pontos específicos do corpo.
"Imagine que, com essa técnica, nós poderemos usar métodos ópticos, de forma não-invasiva, para acionar a estimulação elétrica profundamente no corpo humano, para inibir a dor ou para controlar as doenças diretamente," disse Chen.
Bibliografia:
Near-infrared laser-driven polymer photovoltaic devices and their biomedical applications
Jyh-Lih Wu, Fang-Chung Chen, Ming-Kai Chuang, Kim-Shih Tan
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14 Jul 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1039/C1EE01723C
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