[©Fudan University]
A investigação, publicada na revista Nature sob o título “Fibre integrated circuits by a multilayered spiral architecture”, pode, de acordo com os investigadores, transformar indústrias como as interfaces neuronais – também conhecidas como interfaces cérebro-computador –, os têxteis tecnológicos e a realidade virtual.
Designada “chip de fibra”, a inovação permite que os têxteis processem informações como um computador, mantendo características físicas adequadas ao uso quotidiano, como flexibilidade e suavidade. O desenvolvimento preenche, segundo a equipa da universidade chinesa, uma lacuna dos têxteis com capacidades eletrónicas: enquanto funções como o armazenamento de energia e a deteção de estímulos já foram integradas em fibras, o processamento de informação permanecia um desafio.
O principal obstáculo residia na geometria das fibras, cuja superfície curva e reduzida dificultava a integração de componentes eletrónicos suficientes para as tornar funcionais. Para ultrapassar esta limitação, os investigadores desenvolveram uma arquitetura espiral multicamadas que explora todo o volume interno da fibra.
As experiências da equipa mostram que um chip de fibra com apenas um milímetro de comprimento comporta 10.000 transístores, com capacidade de processamento comparável à de um chip utilizado num pacemaker cardíaco. Expandida até um metro, a mesma fibra poderá albergar milhões de transístores, equiparando-se a um processador de um computador convencional. Os dispositivos suportam ainda 10.000 ciclos de flexão e abrasão, podem ser esticados até 30% e torcidos a um ângulo de 180 graus por centímetro.
Com cerca de 50 microns de espessura, como verificou Peng Huisheng, coautor do estudo, as fibras apresentam uma flexibilidade semelhante à do tecido cerebral, o que as torna particularmente promissoras na área neurológica. Atualmente, os sistemas de interfaces neuronais recorrem a elétrodos rígidos ligados a computadores externos e os investigadores apontam que «o chip de fibra poderá viabilizar um sistema de circuito fechado, no qual a deteção, o processamento de dados e a estimulação médica ocorrem dentro de uma única fibra macia».
Chen Peining, investigador do Institute of Fiber Materials and Devices da Universidade de Fudan, refere ainda que o método de produção é «altamente compatível com as ferramentas atualmente utilizadas na indústria de chips» e que a equipa já conseguiu «encontrar uma forma de produzir em massa os chips de fibra».
A tecnologia abre igualmente caminho a aplicações na realidade virtual, como o desenvolvimento de luvas táteis com chips de fibra. «As luvas táteis inteligentes feitas com chips de fibra são indistinguíveis do têxtil comum. As luvas podem sentir e simular a sensação de diferentes objetos, o que poderia ser usado por cirurgiões para “sentir” a dureza do tecido durante uma cirurgia robótica remota», explica Chen Peining.