Eletrônica Kombucha: circuitos eletrônicos em tapetes kombucha

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9367 (2023) Citar este artigo

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Um kombucha é um chá e açúcar fermentado por mais de sessenta tipos de leveduras e bactérias. Essa comunidade simbiótica produz esteiras de kombucha, que são hidrogéis à base de celulose. As esteiras de kombucha podem ser usadas como alternativa ao couro animal na indústria e na moda, depois de secas e curadas. Antes deste estudo, demonstramos que tapetes vivos de kombucha exibem atividade elétrica dinâmica e respostas estimulantes distintas. Para uso em têxteis orgânicos, tapetes curados de kombucha são inertes. Para tornar os wearables kombucha funcionais, é necessário incorporar circuitos elétricos. Demonstramos que é possível criar condutores elétricos em tapetes de kombucha. Depois de dobrar e esticar repetidamente, os circuitos mantêm sua funcionalidade. Além disso, as habilidades e propriedades eletrônicas do kombucha proposto, como ser mais leve, mais barato e mais flexível do que os sistemas eletrônicos convencionais, abrem caminho para seu uso em diversas aplicações.

Kombucha é fermentado por uma comunidade simbiótica de bactérias e leveduras1,2,3,4,5. A cultura simbiótica de bactérias e leveduras produz um hidrogel à base de celulose, também conhecido como celulose bacteriana, biofilme, biomassa comensal, fungo-do-chá, scoby e zooglea. Um chá fermentado pela comunidade simbiótica supostamente exibe uma série de propriedades benéficas à saúde2,6,7, porém estas não serão discutidas no presente trabalho.

Os tapetes de Kombucha são sistemas simbióticos únicos onde cooperam mais de sessenta espécies de leveduras e bactérias1. Um kombucha é um exemplo de proto-multicelularidade - um organismo combinado de várias espécies, cada uma perseguindo um objetivo comum de prolongar o tempo de vida do organismo coletivo. As propriedades elétricas das esteiras de kombucha, descobertas pela primeira vez em8, podem avançar ainda mais as ideias sobre integração baseada em eletricidade e, possivelmente, protocognição de organismos simbióticos9,10,11,12. Tapetes de celulose bacteriana semelhantes, por exemplo, produzidos por colônias de Acetobacter aceti, demonstraram apresentar propriedades elétricas interessantes e capacidades de detecção de pressão13.

As esteiras de Kombucha, quando devidamente curadas, apresentam propriedades semelhantes às dos têxteis14,15,16,17,18,19 e podem ser uma alternativa competitiva ao couro fúngico e aos vestíveis20,21.

Os wearables feitos de kombucha, embora não sejam um conceito comumente conhecido, podem oferecer vários benefícios. Kombucha forma um tapete à base de celulose na superfície. Este material de celulose tem propriedades únicas que o tornam um candidato promissor para a tecnologia vestível. Aqui estão algumas razões pelas quais os wearables feitos de kombucha podem ser importantes:

Sustentabilidade: os vestíveis de Kombucha podem ser mais sustentáveis ​​em comparação com os materiais vestíveis tradicionais. O material à base de celulose é biodegradável, renovável e pode ser cultivado com ingredientes simples, como chá e açúcar. Tem o potencial de reduzir o impacto ambiental associado à produção e descarte de wearables tradicionais feitos de materiais sintéticos.

Biocompatibilidade: O material de celulose derivado do kombucha é geralmente biocompatível, o que significa que é menos provável que cause reações adversas quando em contato com a pele humana. Isso o torna um material potencialmente adequado para pessoas com pele sensível ou alergias.

Personalização: O material kombucha pode ser moldado em várias formas e tamanhos durante seu processo de crescimento, permitindo a personalização de produtos vestíveis que podem se adequar às formas e necessidades individuais do corpo. Essa flexibilidade pode levar a um melhor conforto e desempenho.

Respirabilidade e gerenciamento de umidade: os wearables baseados em Kombucha têm o potencial de serem altamente respiráveis, permitindo a circulação de ar e reduzindo o acúmulo de umidade na pele. Essa propriedade pode ser benéfica para roupas esportivas ou outras aplicações em que o gerenciamento de umidade é importante. Além disso, a absorção de água pelo kombucha terá efeitos no aumento da condutividade do kombucha; a adesão à pele também é aumentada após a absorção do suor, possibilitando adesivos autoadesivos feitos de materiais vegetais.