Tinta inovadora desenvolvida na Universidade de Coimbra permite a impressão de circuitos flexíveis multicamadas
A tecnologia pode ser amplamente usada na monitorização em cuidados de saúde, para produzir pele artificial, painéis solares flexíveis, LCDs, ou dispositivos móveis “vestíveis” (wearables). A patente da composição da tinta pertence à Universidade de Coimb
Um artigo recente do Laboratório “Soft and Printed Microelectronics” (SPM-UC) da Universidade de Coimbra, liderado por Mahmoud Tavakoli – membro da equipa Carnegie Mellon University (CMU) Portugal e Investigador Principal (PI) do projeto WOW – foi selecionado para ser a capa da revista científica “ACS Applied Materials and Interfaces“.
O trabalho de investigação em causa apresenta uma tinta única imprimível que permitiu pela primeira vez a impressão digital de circuitos flexíveis multicamadas, pele artificial electrónica e adesivos médicos para vigilância electrofisiológica. A patente da composição da tinta pertence à Universidade de Coimbra e à Carnegie Mellon University.
O artigo é da autoria de Pedro Alhais Lopes, Daniel Félix Fernandes, André F. Silva, Daniel Green Marques, Aníbal Traça de Almeida e Mahmoud Tavakoli, investigadores do Instituto de Sistemas e Robótica (ISR) do Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra; e ainda de Carmel Majidi, da Carnegie Mellon University, em Pittsburg, Pensilvânia, Estados Unidos.
O trabalho apresenta o primeiro relatório sobre materiais e métodos que permitem o fabrico em escala de circuitos flexíveis, utilizando impressoras de extrusão. Estes circuitos eléctricos podem ser impressos num adesivo médico para biomonitorização de pacientes, num polímero elástico para fazer pele artificial para aplicação robótica ou mesmo em tecidos utilizados em dispositivos de monitorização usáveis (wearables).
De acordo com Mahmoud Tavakoli, “para integrar a electrónica nos têxteis para wearables ou em polímeros para adesivos de biomonitorização, é necessário que estes circuitos electrónicos sejam extensíveis e elásticos. Embora muitos investigadores tenham trabalhado em electrónica extensível durante a última década, tem sido difícil produzir este tipo de circuitos de uma forma rápida.” Com esta nova invenção “estes circuitos podem ser facilmente impressos utilizando impressoras de baixo custo”, usando uma tecnologia que permitirá às empresas produzir milhares de milhões destes circuitos de forma rápida e rentável. Como tudo é feito à temperatura ambiente, a tinta é compatível com materiais resistentes ao calor, tais como adesivos médicos para feridas, estando a ser agora utilizada no projecto “WoW” para fazer adesivos electrónicos para a pele.”
Torre da Universidade de Coimbra impressa com recurso à tinta inovadora.
A investigação apresentada no artigo é parcialmente financiada pelo projeto de colaboração em larga escala “WoW” do Programa CMU Portugal –coordenado na Universidade de Coimbra por Mahmoud Tavakoli – num consórcio liderado pela empresa GLINTT em colaboração com o ISR da Universidade de Coimbra, Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra e o Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Carnegie Mellon.
O estudo também demonstra que esta nova tinta tem uma condutividade elevada e uma enorme extensibilidade, permitindo a impressão de circuitos ultrafinos, com várias camadas e altamente flexíveis. “Ao contrário de outros compostos, como líquidos metálicos comuns, esta tinta é fácil de imprimir, não mancha e é facilmente aplicada numa grande variedade de materiais. Além disso, é agora possível imprimir circuitos flexíveis com uma impressora de extrusão simples, o que torna acessível para as universidades e empresas o fabrico dos seus dispositivos, constituindo um passo importante para uma produção escalável a um custo reduzido”, acrescenta o investigador. De facto, a redução de custos e a escalabilidade permitirão a aplicação desta tecnologia noutros campos de investigação e outras utilizações, tais como em baterias flexíveis, supercondensadores extensíveis, ecrãs flexíveis e painéis solares.
Atualmente a equipa de investigação está a apresentar as diferentes possibilidades de aplicação desta tecnologia, enquanto trabalha com os gabinetes de transferência de tecnologia da Universidade de Coimbra (UC Business) para o licenciamento da tecnologia para diferentes aplicações, tais como na saúde, electrónica impressa e têxteis electrónicos.
Mais sobre o Projeto WoW
Os adesivos electrónicos de pele (e-skin) com sensores de biomonitorização, aderem à epiderme humana e são altamente inovadores na monitorização do doente. São dispositivos capazes de recolher e classificar dados fisiológicos e comportamentais, incluindo coração, músculos, actividade cerebral, frequência respiratória, temperatura corporal e níveis de oxigénio no sangue. O projeto WoW apresenta uma nova arquitetura centrada numa série de adesivos de biomonitorização de pacientes, incluindo adesivos sem fios, simples e impressos a baixo custo, para serem usados não só nos doentes mas também nas camas, equipadas com uma unidade inteligente IoT (“Internet das Coisas”). A ligação adesivo-cama permite a aquisição e transmissão de dados, bem como a transmissão de energia para os adesivos.
Vídeo do projeto WoW:
O artigo do Laboratório “Soft and Printed Microelectronics” da UC, liderado por Mahmoud Tavakoli, foi selecionado para ser a capa da revista científica “ACS Applied Materials and Interfaces”.
Artigo completo aqui.
Carnegie Mellon Portugal
(notícia original aqui)