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Pesquisadores da Universidade de Fudan, em Xangai, desenvolveram uma fibra computacional ultrafina capaz de incorporar circuitos eletrônicos complexos em um material mais fino que um fio de cabelo humano. O avanço é resultado de mais de uma década de pesquisa e marca um passo importante no mundo da eletrônica vestível.
Batizado de “chip de fibra”, o material reúne milhares de componentes eletrônicos em um espaço minúsculo. Em apenas 1 milímetro de fibra, os cientistas conseguiram integrar cerca de 10 mil transistores – número comparável ao poder de processamento de um marca-passo.
Em escala maior, um metro dessa fibra poderia abrigar milhões de transistores, alcançando desempenho semelhante ao de um computador pessoal comum.
Circuitos complexos dentro de um único fio
Diferentemente das abordagens atuais, que geralmente fixam sensores e chips na superfície dos tecidos, a equipe chinesa optou por uma arquitetura inédita. Os circuitos foram construídos em camadas espirais e incorporados diretamente no interior da fibra, permitindo que o material mantenha flexibilidade e comportamento semelhantes aos de um fio têxtil comum.
Além dos transistores, cada fio também contém resistores, capacitores e diodos, formando um sistema eletrônico completo, capaz de processar sinais digitais e analógicos. Segundo os pesquisadores, o método de fabricação é compatível com as tecnologias já usadas pela indústria de semicondutores, o que viabiliza a produção em larga escala.
Inclusive, segundo Chen Peining, pesquisador do Instituto de Materiais e Dispositivos de Fibra da Universidade de Fudan, à agência de notícias chinesa Xinhua, a equipe já conseguiu desenvolver uma maneira de fabricar esses chips em massa.
Roupas inteligentes e aplicações médicas
Com cerca de 50 micrômetros de diâmetro – mais fino que um fio de cabelo humano -, a fibra pode ser integrada a tecidos quase sem ser percebida. Em roupas, isso permitiria criar peças capazes de monitorar sinais vitais, responder automaticamente à temperatura ambiente, rastrear deslocamentos ou fornecer informações contextuais, como opções de transporte e serviços próximos.
Mas o potencial vai além do vestuário. Por apresentar flexibilidade semelhante à do tecido cerebral, a fibra surge como candidata promissora para aplicações médicas, incluindo implantes inteligentes e interfaces cérebro-computador. A tecnologia pode ser usada, por exemplo, no tratamento de doenças neurológicas como Parkinson, epilepsia e sequelas de AVC.
Entre as aplicações demonstradas estão luvas táteis inteligentes feitas com os chips de fibra. Elas são visualmente idênticas a um tecido comum, mas capazes de detectar e simular sensações físicas, como a dureza de diferentes materiais. Isso permitiria que cirurgiões “sentissem” tecidos humanos durante procedimentos realizados por robôs, inclusive em cirurgias remotas.
Testes de resistência
Para avaliar a viabilidade prática da tecnologia, os pesquisadores submeteram as fibras a condições extremas:
- O material resistiu a mais de 10 mil ciclos de flexão e abrasão, suportou alongamento de até 30%, torções intensas e 100 ciclos de lavagem;
- Também passou por testes de calor, a 100 °C, e de compressão equivalente ao peso de um caminhão de 15,6 toneladas.
Atualmente, a equipe trabalha em parceria com um hospital para adaptar o chip de fibra ao uso em cirurgias cardiovasculares. A expectativa é que, no futuro, tecidos eletrônicos baseados nessa tecnologia possam trocar informações com a mesma eficiência dos dispositivos digitais atuais, como computadores e celulares.
A pesquisa foi publicada este mês na revista Nature.
