Nossa pele também pode dizer muito ao mundo exterior sobre nós. Ma£es pressionam as ma£os contra a testa para ver se temos febre. Um encontro pode ver um rubor subir em nossas bochechas durante uma conversa a­ntima. As pessoas na academia podem inferir que vocêestãotendo um bom treino com as gotas de suor que vocêtem.

Mas Wei Gao , professor assistente do departamento de engenharia médica da Andrew e Peggy Cherng, da Caltech, quer aprender ainda mais sobre vocêcom a sua pele e, para esse fim, ele desenvolveu uma pele eletra´nica, ou e-skin, aplicada diretamente na pele. topo da sua pele real. A pele eletra´nica, feita de borracha macia e flexa­vel, pode ser incorporada com sensores que monitoram informações como freqa¼aªncia carda­aca, temperatura corporal, na­veis de açúcar no sangue e subprodutos metaba³licos que são indicadores de saúde e atémesmo os sinais nervosos que controlam nossos maºsculos. Isso éfeito sem a necessidade de bateria, pois funciona apenas com células de biocombusta­vel alimentadas por um dos resíduos do corpo.

"Um dos principais desafios desse tipo de dispositivo vesta­vel estãono lado da energia", diz Gao. "Muitas pessoas estãousando baterias, mas isso não émuito sustenta¡vel. Algumas pessoas tentaram usar células solares ou colher o poder do movimento humano, mas quera­amos saber: 'Podemos obter energia suficiente do suor para alimentar os wearables?' e a resposta ésim. "

Gao explica que o suor humano contanãm na­veis muito altos de lactato qua­mico, um composto gerado como subproduto de processos metaba³licos normais, especialmente pelos maºsculos durante o exerca­cio. As células de combusta­vel incorporadas na pele eletra´nica absorvem esse lactato e o combinam com o oxigaªnio da atmosfera, gerando águae piruvato, outro subproduto do metabolismo. Enquanto operam, as células de biocombusta­vel geram eletricidade suficiente para alimentar os sensores e um dispositivo Bluetooth semelhante ao que conecta o telefone ao aparelho de som do carro, permitindo que o e-skin transmita leituras dos sensores sem fio.

"Embora a comunicação de campo pra³ximo seja uma abordagem comum para muitos sistemas de pele eletra´nica sem bateria, ela são pode ser usada para transferaªncia de energia e leitura de dados a uma distância muito curta", diz Gao. "A comunicação Bluetooth consome mais energia, mas éuma abordagem mais atraente, com conectividade estendida para aplicações médicas e roba³ticas prática s".

Criar uma fonte de energia que pudesse suar não foi o aºnico desafio na criação da e-skin, diz Gao; também precisava durar muito tempo com alta intensidade de energia e degradação ma­nima. As células de biocombusta­veis são fabricadas a partir de nanotubos de carbono impregnados com um catalisador de platina / cobalto e uma malha composta contendo uma enzima que decompaµe o lactato. Eles podem gerar potaªncia conta­nua e esta¡vel (atévários miliwatts por centa­metro quadrado) durante vários dias no suor humano.

Gao diz que o plano édesenvolver uma variedade de sensores que possam ser incorporados ao e-skin para que possam ser usados ​​para vários propósitos.

"Queremos que este sistema seja uma plataforma", diz ele. "Além de ser um biossensor vesta­vel, esta pode ser uma interface homem-ma¡quina. Os sinais vitais e as informações moleculares coletadas usando esta plataforma podem ser usados ​​para projetar e otimizar as pra³teses da próxima geração".

O artigo que descreve a pele eletra´nica, intitulado " Pele eletra´nica macia movida a biocombusta­vel para detecção multiplexada e sem fio ", aparece na edição de 22 de abril da Science Robotics . Os co-autores do artigo são pa³s-doutorados em engenharia médica You Yu; estudantes de pós-graduação em engenharia médica Changhao Xu, Jihong Min (MS '19) e Yiran Yang (MS '18); estudante não-graduado Yu Song; Adrian Huang, estudante de vera£o da bolsa de pesquisa de iniciação cienta­fica; estudante de engenharia meca¢nica Rachel Gehlhar (MS '18); Aaron D. Ames, o Professor Bren de Engenharia Meca¢nica e Civil, Controle e Sistemas Dina¢micos; Adam Dai (BS '19) e Rohan Doshi (BS '19); e a ex-bolsista de pa³s-doutorado em Caltech Joanna Nassar.