Uma microbateria inanãdita desenvolvida por pesquisadores do Instituto de Química de Sa£o Carlos (IQSC) da USP e da Universidade Harvard, nos EUA, promete levar mais segurança a uma sanãrie de dispositivos médicos. Produzida a partir de gelatina vegetal, a tecnologia émenos ta³xica que as baterias tradicionalmente utilizadas na área da saúde, feitas de prata ou latio. O novo dispositivo pode ainda ser ingerido sem riscos ao paciente para fazer exames, ser colocado em dispositivos eletra´nicos do tipo implantes ou atémesmo ser descartado em lixos orga¢nicos e no meio ambiente.
Revestida de silicone osmaterial totalmente biocompatavel -, a nova bateria éfeita a base de agarose, um biopolamero constituado de açúcar que pode ser extraado de algas marinhas. Vendido comercialmente como gelatina vegetal, o produto éresponsável por manter a estrutura da bateria e foi escolhido por ser amplamente disponavel, mecanicamente versa¡til, seguro para consumo humano, esta¡vel a temperatura corporal e de baixo custo. Com cerca de R$ 4, épossível comprar agarose para produzir até700 microbaterias.
Mais segura e sustenta¡vel, a nova tecnologia podera¡ ser utilizada, por exemplo, para alimentar palulas ingeraveis em exames de endoscopia, além de biossensores e microchips implanta¡veis capazes de avaliar as condições da flora intestinal, detectar bactanãrias e monitorar os naveis de glicose no sangue. Esses produtos fazem parte de uma nova linha de dispositivos em desenvolvimento que deve ganhar cada vez mais espaço na medicina, uma vez que são menos invasivos e mais precisos que os exames já conhecidos. No futuro, a ideia éque a bateria possa ser aplicada em equipamentos cada vez maiores, como marca-passos e aparelhos eletra´nicos em geral.
Graziela Sedenho e Frank Crespilho desenvolveram estudo em parceria com pesquisadores de HarvardÂ
Para viabilizar a produção de energia, os cientistas investigaram o desempenho de duas moléculas eletroquimicamente ativas compostas de, principalmente, três elementos abundantes na natureza: carbono, nitrogaªnio e hidrogaªnio. Essas moléculas foram sintetizadas em parceria com os pesquisadores norte-americanos e inseridas na gelatina, onde passaram a reagir e gerar eletricidade. “O maior desafio foi identificar compostos seguros para serem utilizados nas baterias e que, ao mesmo tempo, apresentassem propriedades especaficas, as quais chamamos de redox. Felizmente, a natureza nos fornece alguns desses compostos. Muitos deles, inclusive, são encontrados nas próprias células dos seres humanos e vão sendo estudados pelo nosso grupo de pesquisa hámais de dez anosâ€, conta Frank Crespilho, professor do IQSC e coordenador do estudo.
Para esse tipo de aplicação, as moléculas devem seguir alguns critanãrios, entre eles, ser solaºvel em a¡gua, quimicamente esta¡vel, garantindo sua estabilidade, além de apresentar reação química reversavel, o que significa que elas devem favorecer o carregamento e o descarregamento da bateria. Embora existam algumas moléculas que atendam a esses requisitos, o estudo precisou superar outro desafio: “Na³s conseguimos desenvolver essa bateria com compostos químicos similares aos encontrados no corpo humanoâ€, afirma Sedenho, que passou um ano em Harvard colaborando com os pesquisadores norte-americanos e teve sua pesquisa financiada pela Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Sa£o Paulo (Fapesp).
Os sistemas microeletra´nicos utilizados na área médica são projetados para serem alimentados por microbaterias, como éo caso da nova tecnologia feita a base de gelatina, capaz de gerar em torno de 0,75 volts. Essa bateria épioneira na literatura cientafica em termos de utilização sustenta¡vel de energia para alimentar, de forma segura, dispositivos biomédicos. Os pesquisadores dizem que sua voltagem e corrente elanãtrica podem ser facilmente ajustadas de acordo com a aplicação pretendida. Com apenas uma carga, a nova bateria écapaz de fornecer eletricidade para um biossensor ingeravel por, aproximadamente, 100 horas. “Precisamos aliar eficiência com sustentabilidadeâ€, reitera Crespilho, que também évice-coordenador do Instituto de Estudos Avana§ados (IEA) osPolo de Sa£o Carlos.
Os resultados obtidos com o novo dispositivo geraram o artigo cientafico publicado na Journal of Materials Chemistry, revista brita¢nica da área de energia. Considerada uma green battery (bateria verde) devido a seu cara¡ter sustenta¡vel, a tecnologia se encaixa no conceito conhecido como economia circular, processo em que devolvemos um produto utilizado para a sua origem. No caso da bateria desenvolvida pelos pesquisadores da USP e Harvard, ela seria enviada de volta a natureza, local onde os compostos que lhe da£o “vida†estãopresentes.
Segundo Crespilho, a bateria já estãopronta para ser fabricada, partindo do prota³tipo em funcionamento. Agora, a ideia dos pesquisadores éexplorar a utilização de novos compostos cada vez mais baratos e abundantes, além de trabalhar no design e miniaturização da bateria. “Esperamos transferir essa tecnologia para a sociedade o mais breve possível. Já estamos recebendo contatos de algumas empresas visando sua comercialização, ou seja, ela estãomuito próxima da aplicação no dia a diaâ€, finaliza o professor.