Estudo dos mecanismos de transporte elétrico em nanocompósitos piezorresistivos para uso em pele artificial e biossensores

Resumo

A pele é o maior órgão do corpo humano e, além de proteger o organismo impondo uma barreira entre corpo e o ambiente, também funciona como interfase de comunicação com o mundo externo por meio de suas capacidades de percepção de diferentes estímulos como toque, calor e frio, dor, etc. Portanto, a procura de materiais que permitam restaurar todas estas funcionalidades, e em particular as sensoriais, em casos de danos das terminações nervosas ou perda de membros é de extrema importância, não apenas para a bioengenharia e biomedicina, mas também para outras áreas, como a robótica, a eletrônica vestível e os biossensores, que podem ser beneficiadas pelo desenvolvimento de novos materiais inteligentes. O objetivo deste projeto é estudar os mecanismos de transporte elétrico em nanocompósitos piezorresistivos, que são uma das componentes fundamentais para o desenvolvimento de pele eletrônica artificial. O princípio de operação de estes materiais é ainda controverso. Apesar de a condução por tunelamento quântico ser apontada como o mecanismo dominante, as diversas teorias que descrevem este comportamento não conseguem explicar sérias inconsistências nos modelos existentes, como por exemplo, as diferentes dependências do efeito piezorresistivo com a temperatura para diferentes nanoestruturas (nanotubos de carbono, grafeno, etc.) utilizadas como carga nos compósitos. Esta pesquisa será realizada utilizando uma nova metodologia para análise da espectroscopia de corrente-tensão desenvolvida em projeto anterior. Pretende-se explorar diferentes geometrias e topografias dos materiais utilizados, que poderiam amplificar o efeito piezorresistivo (piezorresistividade gigante), assim como a incorporação de biossensores na pele artificial extrapolando a capacidade sensorial da pele natural. (AU)