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Ciência do Amanhã: Material Magnetoelétrico para Tratamento de Distúrbios Neurológicos

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por Redação 360
| 24/10/2023 3 min
Imagem de Lakshmiraman Oza por Pixabay

Ciência do Amanhã: Material Magnetoelétrico para Tratamento de Distúrbios Neurológicos

por Redação 360 | 24/10/2023
Imagem de Lakshmiraman Oza por Pixabay
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Olha que notícia interessante! Recentemente, pesquisadores conseguiram desenvolver um material magnetoelétrico capaz de converter campos magnéticos em campos elétricos. Esse material parece ser 120 vezes mais rápido do que outros materiais similares. E tal descoberta pode representar uma abordagem alternativa para o tratamento de distúrbios cerebrais e nervosos, evitando cirurgias invasivas. Saiba mais no texto a seguir, do Engenharia 360!

Quais foram os resultados dos testes realizados em ratos?

Essa conversão realizada pelos cientistas se deu através do uso de um metamaterial magnetoelétrico composto por camadas de titanato de chumbo-zircônio e ligas metálicas de vidro (Metglas). E para obter resultados mais precisos, foram realizados testes em ratos.

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Os dados coletados demonstraram que o metamaterial magnetoelétrico permitiu estimular nervos periféricos sem fio para restaurar um reflexo sensorial em um modelo de rato anestesiado e restaurar a propagação de sinal em um nervo cortado com latências inferiores a 5 ms. Ele gerou sequências de pulso arbitrárias com desvios de tensão médios no tempo superiores a 2 V, o que permitiu a estimulação neural precisa.

Material Magnetoelétrico
O material consegue gerar os sinais elétricos no formato de onda que os nervos entendem. | Imagem de Josh Chen, Rice University, via Diário da Saúde

Em resumo, o que se percebeu é que esse material é autorretificador, dependendo do transporte de carga não linear através de camadas semicondutoras, permitindo a geração de uma tensão de polarização constante na presença de um campo magnético alternado. Enfim, ele apresentaria um design racional que pode ser aplicado em biotecnologia e eletrônica avançada, com potencial para estimular nervos e restaurar a função motora em casos de lesões nervosas, oferecendo soluções para distúrbios neurológicos e danos aos nervos.

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Desafios foram enfrentados na pesquisa

Vale fazer também aqui no texto um breve resumo dos desafios enfrentados pelos cientistas no momento dos testes. Primeiro, a dificuldade de fazer as células nervosas responderem aos sinais emitidos por materiais magnetoelétricos. Depois, encontrar a "fórmula certa" de transformar os sinais mais compreensíveis justamente para os nervos.

Foi preciso reduzir o tamanho do material para torná-lo injetável. Para isso, usou-se camadas de platina, óxido de háfnio e óxido de zinco no topo do material para reduzir seu tamanho a menos de 200 nanômetros. Por fim, a camada muito fina permitiu que o material fosse finalmente injetável.

Material Magnetoelétrico
Pedaços minúsculos do material usados pela equipe para os primeiros testes em cobaias, que foram ativados por um campo elétrico externo. | Imagem de Joshua C. Chen et al. - 10.1038s41563-023-01680-4 via Diário da Saúde

Como o material magnetoelétrico pode ser usado pela ciência?

Agora, vamos à parte boa desse texto, que é falar das possíveis aplicações desse material magnetoelétrico desenvolvido. Pois bem, ele pode ajudar na estimulação remota de neurônios; também no reparo de nervos ciáticos rompidos. Usado em terapias de neuroestimulação, computação, detecção, eletrônica e outros campos. Colocado, por exemplo, em dispositivos neuroprotéticos para restaurar a funcionalidade em casos de lesões nervosas, ajudando indivíduos com perda ou paralisia de membros.

Ficou animado com essa novidade em Engenharia Eletrônica? Imagina outras aplicações médicas para esse metamaterial magnetoelétrico? Escreva nos comentários!

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Fontes: Interesting Engineering.

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