Implantes de biotelemetria com microbateria à base de grafeno

Pesquisadores do Pacific National Laboratory (PNL) conseguiram estabelecer a base para a evolução da tecnologia de baterias ao criar uma bateria à base de grafeno do tamanho de um grão de arroz. Essa criação específica se destaca de todas as pesquisas semelhantes anteriores porque a bateria pode ser usada na vida real. A equipe usou a bateria com sucesso para monitorar os movimentos do salmão nos rios. Espera-se que esse tipo de tecnologia de bateria dê início a uma nova era de biotelemetria.

Essas microbaterias feitas de grafeno são consideradas um avanço por muitos na biotelemetria. Nessa área médica, já haviam sido construídos pacotes de sensores incrivelmente pequenos, mas as baterias de óxido de prata que eles usavam não eram suficientemente eficazes. As baterias eram muito grandes ou não duravam o suficiente para coletar dados suficientes. Essas baterias de grafeno podem ser capazes de resolver todas as deficiências anteriores.

A maioria dos tecnólogos argumenta que a bateria é a única peça do quebra-cabeça que está impedindo o desenvolvimento de tecnologias. Isso inclui o smartphone, o automóvel elétrico, a energia renovável e até mesmo as tecnologias de biotelemetria. Construir a menor bateria seria uma conquista extraordinária. Atualmente, as microbaterias, que devem moldar as futuras tecnologias de bateria, continuam sendo, em grande parte, curiosidades de laboratório.

Se essas microbaterias realmente se transformarem em componentes médicos úteis, muitas vidas serão salvas diariamente. Isso é especialmente útil para pacientes que precisam de monitoramento regular, pois eles teriam acesso a atualizações em tempo real sem necessariamente passar a maior parte do tempo no hospital. Isso também reduzirá o risco de infecções nosocomiais (adquiridas no hospital), e os médicos também terão acesso a dados de saúde mais precisos.

Tudo isso é possível graças a uma combinação exclusiva de grafeno e flúor com a qual a equipe do PNLL vem trabalhando. O grafeno fluorado é capaz de reter tensões muito mais altas e, ao mesmo tempo, descarregar a corrente com mais eficiência. A bateria usa uma estrutura de "rolo de geleia", em que o material é colocado em três camadas uma sobre a outra, que são então enroladas para formar um cilindro, daí o nome - rolo de geleia. Na verdade, as camadas servem como material de separação, já que são colocadas entre um ânodo de lítio e um cátodo de grafeno fluorado. De acordo com os pesquisadores, isso deve ser suficiente para enviar um sinal de 744 microssegundos em um intervalo de 3 segundos por cerca de três semanas, que pode durar mais se o intervalo for aumentado.

No entanto, os pesquisadores ainda precisam superar a principal deficiência dessa microbateria, que a impede de ser escalonável comercialmente: cada microbateria precisa ser fabricada à mão. Os pesquisadores tiveram que cortar cada peça dos materiais constituintes, achatá-las, colocá-las umas sobre as outras e enrolá-las no formato de cilindro, tudo à mão.