Apesar dos bebês terem um potente choro que avisa aos seus pais quando suas fraldas estão sujas, os pesquisadores da Peen State, em parceria com cientistas da Universidade de Tecnologia Hebei, da China, quiseram ir além: criaram uma fralda inteligente. Talvez ela não seja tão útil para pais atentos, mas pode ser importante em outros locais: por meio de um sensor que identifica a umidade, será possível ter cuidados mais imediatos em creches e hospitais, por exemplo. A nova tecnologia é barata e de fácil produção. Além de ajudar a monitorar os bebês, também deve ser especialmente útil na outra ponta da vida, entre os idosos, que demandam cuidados especiais.
Além desse uso mais, digamos, chamativo, nas fraldas, os sensores criados podem ser incorporados a vários outros “vestíveis”. E podem ajudar a detectar não apenas a umidade do xixi, mas até problemas de saúde, como infartos, por exemplo.
Nossa equipe tem se concentrado no desenvolvimento de dispositivos que podem capturar informações vitais para a saúde humana.
Huanyu “Larry” Cheng, Professor Associado da Penn State
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Huanyu foi o principal autor deste novo estudo. Ele desenvolveu o processo do design e da fabricação da tecnologia que foi, literalmente, desenhada à mão. O sensor é criado a partir de um simples lápis, usado para desenhar em um papel, previamente tratado com uma solução de cloreto de sódio. Essa solução torna o papel altamente sensível a mudanças na umidade e fornece leituras precisas em uma ampla faixa de níveis de umidade relativa, de 5,6% a 90%.
A pesquisa em sensores vestíveis ganhou força por causa de suas amplas aplicações em saúde médica, alerta de desastres e defesa militar. Estes equipamentos de umidade flexíveis estão se tornando cada vez mais necessários na área da saúde, para usos como monitoramento respiratório e detecção de umidade da pele. Mas, ainda há desafios: obter alta sensibilidade e fácil descarte com processos de fabricação simples e de baixo custo tornam tudo bem mais complicado. É exatamente aí que esta nova tecnologia se destaca.
Queríamos desenvolver algo de baixo custo que as pessoas pudessem entender como fazer e usar, e não há nada mais acessível do que lápis e papel. Você não precisa ter um equipamento multimilionário para a fabricação. Você só precisa ser capaz de desenhar dentro das linhas de um eletrodo pré-desenhado em um pedaço de papel tratado. Isso pode ser feito de forma simples e rapidamente.
Li Yang, professor da Escola de Inteligência Artificial da Universidade de Tecnologia de Hebei, na China
A nova tecnologia aproveita de forma natural a reação do papel às mudanças de umidade e utiliza o grafite para reagir com as moléculas de água e a solução de cloreto de sódio. Os desenhos são feitos no papel pré-tratado com cloreto de sódio dentro de linhas, que também foram tratadas antes do processo. É como se fosse criada uma placa de circuito no papel, em que as linhas desenhadas são os circuitos, e o papel é a base da placa. O papel (a base) pode ser conectado a um computador por meio de fios. Ou, para aplicações sem fio, como as fraldas inteligentes e monitoramento de respiração baseado em máscara, o conjunto traz uma minúscula bateria de lítio que alimenta a transmissão de dados para um smartphone via Bluetooth.
À medida que as moléculas de água são absorvidas, elas se tornam ionizadas e os elétrons começam a passar do papel para o grafite, o que aciona o sensor. Sensor acionado, o usuário recebe um alerta em seu celular, avisando da necessidade troca de fralda – no uso já demonstrado para a nova tecnologia.
Crédito: Huanyu “Larry” Cheng / Penn State
Já para os monitores de respiração, a equipe desenhou o eletrodo diretamente em uma máscara facial tratada com a solução. O sensor diferenciou facilmente a respiração bucal da respiração nasal e foi capaz de classificar três estados de respiração:
- profunda;
- regular;
- rápida.
Os dados coletados podem ser usados para detectar o início de várias intercorrências médicas, como parada respiratória e falta de ar. Os pesquisadores já imaginam a conexão desses dispositivos à Internet, para que a informação possa ser acessada de qualquer lugar do planeta. Você poderia estar num outro país e saber que seu filho precisa trocar a fralda, ou que um parente que esteja doente está passando por um momento de falta de ar, por exemplo.
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