Microbaterias orgânicas: utilizando hidrogéis e moléculas redox bioinspirados

Resumo

Dispositivos ingeríveis e implantáveis são apresentados como promissoras abordagens para o monitoramento da saúde e tratamento de enfermidades, já que fornecem informações de alta qualidade e conforto ao usuário. No entanto, as baterias utilizadas por estes, constituídas de prata ou lítio, são tóxicas e em casos de acidentes (ruptura ou vazamento) podem causar danos irreversíveis ao usuário. Neste contexto, moléculas redox orgânicas/organometálicas naturais ou bioinspiradas têm grande potencial para aplicação, uma vez que possuem baixa toxicidade, são renováveis e podem ter seu potencial eletroquímico modificado convenientemente pela inserção de grupos funcionais adequados. Assim, este projeto de doutorado direto propõe a produção de uma Microbateria Orgânica Bioinspirada (MOB) empregando-se moléculas orgânicas/organometálicas naturais ou bioinspiradas, visando obter microbaterias seguras. Propõe-se a utilização de hidrogel proveniente de fontes naturais, como polissacarídeos e peptídeos como eletrólito da MOB. Voltametria cíclica, cronoamperometria, cronopotenciometria e espectroscospia de impedância eletroquímica serão empregadas como técnicas de caracterização da MOB e a espectroscopia vibracional no infravermelho, ressonância magnética nuclear e reologia na caracterização estrutural e mecânica do hidrogel. Também, o invólucro da MOB será produzido a partir da técnica de impressão 3D, de forma que polímeros biocompatíveis e bioestáveis serão empregados. Pretende-se contribuir com estudos fundamentais dos processos eletroquímicos em hidrogéis e também com a construção de uma microbateria segura para o crescente mercado de dispositivos biomédicos inteligentes. (AU)