domingo, dezembro 18, 2011

Acenda a luz em vez de trocar a bateria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/12/2011

Acenda a luz em vez de trocar a bateria
O material biocompatível pode ser implantado, gerando energia para recarregar as baterias de implantes médicos. [Imagem: Miyako et al./Wiley] 
Energia através da pele
Marca-passos, desfibriladores e outros implantes médicos precisam de energia para funcionar.
Mas eles precisam ter suas baterias trocadas periodicamente, o que exige novas cirurgias, com todos os riscos associados.
Agora, cientistas japoneses criaram um conversor de energia implantável que produz eletricidade ao ser iluminado pela luz de um laser.
Segundo Eijiro Miyako, do Instituto de Tecnologias Industriais Avançadas do Japão, o laser de baixa potência pode ser disparado através da pele com total segurança.
Esse procedimento, não-invasivo e sem riscos para o paciente, pode ser feito tão logo haja sinais de que as baterias dos implantes médicos precisem de uma recarga.
Geração de energia pelo corpo
Os marca-passos não são os únicos equipamentos bioeletrônicos em uso.
Há também os chamados "marca-passos da dor", que aliviam dores crônicas, neuroestimuladores para enviar sinais diretamente para a medula óssea e bombas para liberação automática de medicamentos, incluindo insulina para diabéticos.
E há muitos mais em desenvolvimento, um trabalho frequentemente limitado pela durabilidade das baterias.
Há uma convenção tácita de que as baterias dos implantes médicos devam durar pelo menos 10 anos, o que, por sua vez, limita a funcionalidade e o desempenho desses implantes.
Há alternativas às baterias, como biocélulas que produzem energia a partir da glicose do corpo, dínamos acionados pelos músculos e até eletricidade sem fios.
Mas nenhuma delas é tão prática e controlável quanto o novo conversor acionado por laser.
Luz, calor e eletricidade
O conversor é composto por nanotubos de carbono incorporados em uma matriz de silicone. Os nanotubos absorvem a luz do laser, convertendo-a para calor.
Esse calor é então usado para gerar eletricidade por meio do efeito Seebeck: em um circuito elétrico feito com dois condutores diferentes, uma diferença de temperatura entre os dois gera uma pequena corrente elétrica.
Como somente a parte do dispositivo que é iluminada pelo laser se aquece, gera-se a necessária diferença de temperatura.
Como os nanotubos de carbono absorvem bem a luz no comprimento de onda que consegue atravessar a pele, o dispositivo não precisa ter mais do que meio centímetro, o que viabiliza seu implante sob a pele.
Bibliografia:

A Photo-Thermal-Electrical Converter Based On Carbon Nanotubes for Bioelectronic Applications
Eijiro Miyako, Chie Hosokawa, Masami Kojima, Masako Yudasaka, Ryoji Funahashi, Isao Oishi, Yoshihisa Hagihara, Mototada Shichiri, Mizuki Takashima, Keiko Nishio, Yasukazu Yoshida
Angewandte Chemie International Edition
Vol.: 50, 1 - 6
DOI: 10.1002/anie.201106136
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