Um estudo publicado em 18 de outubro de 2025 na revista Advanced Materials apresenta um hidrogel condutivo capaz de gerar assinaturas eletroquímicas únicas e irreproduzíveis, propondo uma nova camada de segurança física para cadeias de suprimentos e dispositivos flexíveis.
Como funciona o material
O hidrogel é formado por polipirrol (PPy), responsável pela condução eletrônica, e poliestireno sulfonato (PSS), que conduz íons e confere elasticidade. Durante a síntese, ocorre o “regional assembly crosslinking” (RAC), processo em que as duas fases se separam sob campo elétrico, criando milhares de junções de transdução íon-elétron com características ligeiramente diferentes.
Essas diferenças microestruturais transformam o material em uma matriz tridimensional de resistores (regiões ricas em PPy) e capacitores (áreas dominadas por PSS). O resultado é um mapeamento não linear entre sinais de entrada e de saída — a base de um Physical Unclonable Function (PUF).
Desempenho eletroquímico
Ensaios comparativos mostram capacitância média de 114 mF/cm² no gel RAC, contra 65 mF/cm² em amostras uniformes. Em testes de pulso, o novo hidrogel atinge 90% da tensão máxima em aproximadamente 13 ms e cai para 10% em cerca de 49 ms, tempos várias vezes mais rápidos do que o controle.
Capacidade de desafio e repetibilidade
Para demonstrar a aplicação prática, pesquisadores integraram o gel entre eletrodos de ouro gravados a laser em filmes flexíveis. Um “desafio” digital é codificado como sequência de pulsos que representam um quadro 8×8, gerando até 264 combinações — cerca de 10 quintilhões de possibilidades. Repetido mil vezes, o dispositivo apresentou coeficiente de correlação de 0,999, mantendo desempenho após dobras mecânicas e variações de temperatura.
Resistência a cópias e ataques de aprendizado de máquina
Tentativas de clonagem física sob condições idênticas produziram curvas de resposta discernivelmente diferentes. Modelos computacionais — regressão linear, pequena rede neural e um Transformer treinado com 300 mil pares entrada-saída — não conseguiram prever as curvas completas com a precisão exigida; erros persistiram, sobretudo em trechos com variação rápida de sinal.
Imagem: generating unique electrochical signat
Custos e aplicações
Os polímeros PPy e PSS são de baixo custo, e a fabricação requer apenas controle de tensão e gravação a laser em substratos flexíveis. A combinação de produção barata, alto número de desafios possíveis e dificuldade de falsificação torna a tecnologia promissora para autenticação de eletrônicos, sensores vestíveis, embalagens inteligentes e implantes médicos.
O trabalho é assinado por uma equipe que inclui Fei Zhao, do Instituto de Tecnologia de Pequim, e apresenta uma rota viável para integrar segurança diretamente na estrutura molecular de materiais macios.
Com informações de Nanowerk
