25 de fevereiro de 2026 — Uma equipe da Tokyo University of Science (TUS), no Japão, desenvolveu uma tinta enzimática à base de água que permite fabricar células a combustível bioenzimáticas (EBFCs) em apenas uma etapa de impressão, eliminando processos manuais demorados e abrindo caminho para biossensores vestíveis que dispensam baterias.
O trabalho, liderado pelo professor associado Isao Shitanda, do Departamento de Química Pura e Aplicada da TUS, foi publicado na revista ACS Applied Engineering Materials com o artigo “Enzyme Ink Formulation with Water-Based Binders Retains Enzymatic Activity for Biofuel Cells”. Assinam como co-primeiros autores a mestranda Mahiro Omori (TUS) e Mitsuru Hanasaki, da RESONAC Co. Ltd.
Do gargalo de produção à impressão em rolo
EBFCs convertem compostos presentes em fluidos corporais diretamente em eletricidade por meio de enzimas. Apesar da eficiência comprovada em laboratório, a fabricação convencional exige várias etapas: impressão dos eletrodos de carbono, aplicação separada de enzimas e mediadores, além de secagem. A variabilidade resultante dificulta o controle de qualidade e inviabiliza a produção em escala.
A nova tinta reúne em uma única formulação o carbono mesoporoso templado com óxido de magnésio, mediadores químicos, o aglutinante aquoso POLYSOL e carboximetilcelulose como espessante. Enzimas específicas — lactato oxidase, bilirrubina oxidase ou glicose desidrogenase — são adicionadas conforme o alvo do sensor. Todo o processo utiliza água, evitando solventes orgânicos que poderiam danificar a atividade enzimática.
Desempenho superior em papel leve
Os pesquisadores imprimiram diretamente a tinta em substratos de papel, obtendo eletrodos que apresentaram correntes catalíticas mais altas e estabilidade prolongada quando comparados a eletrodos produzidos por gotejamento. Enquanto esses últimos perdiam mais da metade da atividade em minutos ou horas, os novos eletrodos mostraram degradação mínima.
Um conjunto completo de EBFCs para detecção de lactato gerou 165 µW/cm² a 0,63 V — desempenho superior aos 96 µW/cm² registrados em sistemas similares anteriores. Foi também a primeira vez que o lado catódico de uma célula bioenzimática foi impresso com sucesso usando tinta enzimática.
Imagem: Internet
O intervalo de detecção cobre as concentrações de lactato no suor humano durante exercícios (cerca de 1-25 mM), e a potência obtida basta para alimentar comunicação Bluetooth Low Energy. Experimentos já demonstraram monitoramento sem fio autossuficiente.
Caminho para dispositivos a 10 ienes
Para demonstrar escalabilidade, a equipe realizou impressão contínua em rolo sobre 400 metros de substrato. Segundo Shitanda, a produção totalmente baseada em serigrafia pode reduzir drasticamente as etapas e levar o custo de cada sensor a cerca de 10 ienes, favorecendo aplicações descartáveis em larga escala.
A meta é viabilizar o uso comercial por volta de 2030, após otimização de longo prazo e integração com plataformas vestíveis. A tecnologia pode beneficiar áreas como esportes, cuidados de enfermagem, monitoramento de idosos e prevenção de insolação, ao permitir o acompanhamento metabólico em tempo real apenas com o uso de um adesivo na pele.
Com informações de Nanowerk
