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Tintas bioativas funcionalizam têxteis

Uma nova investigação está a mostrar o potencial de tintas bioativas para detetar problemas de saúde, como desidratação, ou monitorizar a qualidade do ambiente num espaço. As tintas funcionam como sensores e são facilmente incorporadas em vestuário ou mobiliário com recurso a técnicas de estamparia convencional.

Giusy Matzeu

Investigadores da Escola de Engenharia da Universidade Tufts do Massachusetts desenvolveram tintas a partir de biomateriais que respondem e quantificam os químicos libertados pelo corpo, como suor e potencialmente outros fluídos, ou o ambiente mudando de cor. Isso significa que as tintas podem ser usadas na estamparia convencional em têxteis, em padrões complexos e em alta resolução, dando um mapa detalhado da resposta ou exposição humana.

Este avanço na sensorização wearable, que foi publicado na revista Advanced Materials, pode simultaneamente detetar e quantificar uma vasta gama de condições biológicas, moléculas e, possivelmente, agentes patogénicos na superfície do corpo usando vestuário convencional e uniformes, apontam os investigadores.

«A utilização de novas tintas bioativas com o método muito comum de estamparia por quadros abre oportunidades promissoras para a produção em massa de tecidos macios e wearable com grande número de sensores, que podem ser aplicados para detetar diversas condições», explica Fiorenzo Omenetto, coautor e professor de engenharia na Frank C. Doble e professor de engenharia na Escola de Engenharia Tufts. «Os tecidos podem acabar em uniformes para locais de trabalho, vestuário de desporto ou até mobiliário e estruturas arquitetónicas», acrescenta.

Os dispositivos wearables sensorizados atraíram um interesse considerável na monitorização da performance e saúde humana. Muitos desses dispositivos foram inventados através da incorporação de eletrónica em pensos, pulseiras e outras configurações que controlam informação fisiológica generalizada ou específica como o ritmo cardíaco ou a glucose no sangue. A investigação apresentada por esta equipa, contudo, assume uma abordagem diferente e complementar – a deteção não eletrónica, colorimétrica de um grande número teórico de analitos usando vestuário sensorizado, que pode ser distribuído para cobrir grandes áreas, de uma zona a todo o corpo.

Do pH a epidemias e arte

Os componentes que tornam possível este vestuário sensorizado são tintas à base de seda biologicamente ativadas. O substrato solúvel da seda nas fórmulas destas tintas pode ser modificado com a incorporação de várias moléculas “repórteres” – como indicadores sensíveis ao pH ou enzimas como a lactato-oxidase que indicam níveis de ácido láctico no suor. A primeira pode ser um indicador da saúde da pele ou desidratação, enquanto a última pode indicar os níveis de fadiga do utilizador. Muitas outras derivações das tintas podem ser criadas devido à versatilidade da proteína da seda, modificando-a com moléculas ativas como corantes sensíveis a químicos, enzimas, anticorpos e mais. Embora as moléculas repórteres possam ser instáveis sozinhas, podem tornar-se estáveis quando misturadas com a fibroína na fórmula da tinta.

As tintas são feitas para aplicação por quadros graças à combinação com um espessante (alginato de sódio) e um plastificante (glicerol). Ao mesmo tempo que as mudanças na cor apresentadas pelas tintas podem dar uma pista visual para a presença ou ausência de um analito, usar uma câmara para análise de imagens que faça a digitalização do vestuário ou outro material pode recolher informação mais precisa em relação à quantidade e a possibilidade de fazer um mapeamento de alta resolução.

«A abordagem da estamparia por quadros fornece o equivalente a ter uma grande quantidade de sensores a cobrirem áreas extensas do corpo, se for usado como vestuário, ou mesmo em grandes superfícies como o interior de uma sala», afirma Giusy Matzeu, investigadora e professora assistente de engenharia na Escola de Engenharia Tufts e autora principal do estudo. «Juntamente com a análise de imagens, podemos obter um mapa em alta resolução de reações de cor numa grande área e obter mais informação sobre o estado geral fisiológico ou do ambiente. Em teoria, podemos alargar este método para seguir a qualidade do ar ou apoiar a monitorização ambiental para epidemiologia», salienta.

O facto do método usar uma técnica de estamparia convencional abre possibilidades para aplicações criativas. Laia Mogas-Soldevila, arquiteta e recentemente doutorada pela Tufts, ajudou a criar tapeçarias que estão agora em exibição em museus nos EUA e na Europa. As obras de arte são interativas, permitindo que os visitantes coloquem diferentes químicos não-tóxicos e vejam as mudanças de padrões. «É um ótimo exemplo de como a arte e a engenharia podem ganhar com a inspiração mútua», considera Mogas-Soldevila.