Com publicação científica

Luz como fonte de energia
Nanomaterial que capta energia da luz pode viabilizar nova geração de implantes médicos sem fio
Nanoplasmônica pode revolucionar a área de dispositivos médicos implantáveis
Three workers in cleanroom suits and badges discuss in a high-tech manufacturing lab.

Laboratório do Dr. Bozhi Tian, Universidade de Chicago

Da esquerda para a direita, Yuze Zheng e Guangqing Yang recebendo orientações do Dr. Pengju Li sobre a fabricação de dispositivos na instalação de nanofabricação da Universidade de Chicago

Por Redação SciAdvances

14 de julho de 2026, 14:23

Fonte

Universidade de Chicago

Áreas

Bioeletrônica, Bioengenharia, Biofísica, Biomateriais, Engenharia Biomédica, Fotônica, Física Médica, Nanotecnologia, Sistemas de Controle

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Luz como fonte de energia

As plantas convertem luz em energia de forma eficiente por meio da fotossíntese, uma capacidade que ainda é difícil de replicar em dispositivos eletrônicos.

Mas, recentemente, pesquisas têm realizado avanços na chamada nanoplasmônica, em que nanomateriais conseguem absorver e concentrar energia óptica de um modo diferente dos semicondutores, que também convertem energia, mas com eficiência limitada.

Esses novos nanomateriais funcionam como minúsculos conversores de energia alimentados por luz, e conseguem fornecer energia elétrica sem a necessidade de fontes de alimentação com fio.

Avanço: nova tecnologia une nanomateriais, plasmônica e bioeletrônica para avançar em dispositivos médicos

Pesquisadores da Universidade de Chicago, nos EUA, e da Universidade Nacional de Seul, na Coreia do Sul, lideraram o desenvolvimento de uma tecnologia que une nanomateriais, plasmônica e bioeletrônica e que pode viabilizar a próxima geração de dispositivos médicos implantáveis.

Os pesquisadores desenvolveram um nanomaterial excitável pela luz que poderia ser usado em dispositivos bioeletrônicos sem fio, para estimular nervos ou regular batimentos cardíacos, por exemplo.

Como se fosse uma ‘folha artificial’, mimetizando o processo de captação de energia pela luz na fotossíntese, o nanomaterial é formado por unidades tridimensionais de ouro e dióxido de titânio auto-organizadas termicamente sobre membranas ultrafinas.

Segundo o Dr. Pengju Li, que realizou seu doutorado na Universidade de Chicago à época da pesquisa e atualmente é pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Princeton, a nova tecnologia aumenta a capacidade de armazenar energia em nanoestruturas, abrindo um novo caminho para aplicações em novas formas de terapia e em novas interfaces humano-computador.

O estudo foi publicado na revista científica Nature Photonics.

Testes em modelo animal mostraram bons resultados

Os pesquisadores testaram o novo nanomaterial bioeletrônico em um modelo de camundongo, em duas situações diferentes.

Inicialmente, o nanomaterial foi implantado no coração do animal e mostrou ser possível controlar o ritmo cardíaco através da incidência de luz.

Além disso, o material também foi fixado ao nervo ciático, mostrando que a incidência de luz sobre o material pode estimular o nervo. Neste caso, uma aplicação potencial seria em uma nova terapia contra dores neuropáticas.

Os pesquisadores destacaram que o material apresentou um nível de desempenho na ordem de miliamperes por centímetro quadrado, um valor considerado elevado para sistemas sem fio e comparável (ou superior) a materiais semicondutores.

Agora, a equipe está desenvolvendo um dispositivo totalmente implantável que poderia ser utilizado para bioestimulação por um ano ou mais. Eles também esperam desenvolver plataformas semelhantes para sensores quânticos.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Pengju Li

Pós-doutorando na Universidade Princeton

Yuze Zheng

Doutorando na Universidade de Chicago

Guangqing Yang

Doutorando na Universidade de Chicago

Dr. Bozhi Tian

Professor do Departamento de Química da Universidade de Chicago

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

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