O futuro das aplicações da microeletrónica parece ser cada vez mais flexível, de que são exemplos o lançamento no mercado de dispositivos com ecrãs dobráveis e roupas “inteligentes”. O rápido desenvolvimento destes dispositivos tem vindo a exigir inovação ao nível das fontes de energia, imposta pelos requisitos de flexibilidade/agilidade que caraterizam os mencionados dispositivos. É neste contexto que podemos perspetivar que as baterias clássicas caraterizadas pela sua rigidez, no curto prazo, passem a ser coisa do passado. Os desenvolvimentos tecnológicos que têm vindo a ocorrer neste domínio do conhecimento farão emergir um novo conceito de bateria, que será certamente fina e flexível, construída a partir de materiais leves que poderão ser facilmente torcidos, dobrados e/ou esticados.
Este paradigma emergente tem vindo a alavancar a perspetiva de um número crescente de hipotéticas aplicações, que vão desde sensores biomédicos, roupas sensorizadas indicadas para doentes, ecrãs flexíveis, relógios inteligentes, etc. Os sensores alimentados com este tipo de baterias e incorporados em vestuário para doentes poderão transmitir informação através de comunicações sem fios, permitindo aos profissionais de saúde efetuar remotamente a monitorização de um paciente. A comunidade científica tem ainda vindo a reportar na literatura a utilização deste tipo de baterias para alimentar dispositivos incorporados em casacos, camisas, ou outras roupas, dotando-as da capacidade de aquecimento do corpo humano e monitorização em tempo real do estado de saúde de quem veste as mencionadas roupas.
Perspetiva-se que, nos próximos anos, se assista a uma rápida expansão do mercado de baterias flexíveis, acelerando a uma taxa composta de crescimento anual superior a 20%, pelo menos até 2027. Os principais impulsionadores deste crescimento têm vindo a ser reportados como sendo a indústria têxtil e a inovação tecnológica nos domínios do conhecimento da micro e nanotecnologia, com particular incidência no fabrico de dispositivos eletrónicos.
Aos dias de hoje há já um número significativo de empresas a desenvolver e comercializar a tecnologia das baterias flexíveis, incluindo a LG Chem, Samsung SDI, Apple, Nokia, Front Edge Technology, STMicroelectronics, Blue Spark Technologies e Fullriver Battery New Technology. Todavia, tratando-se de uma tecnologia emergente com um nível de maturidade ainda relativamente reduzido, existe ainda muito espaço para a inovação neste domínio do conhecimento, o que permite antever a entrada no mercado de novas empresas à medida que a tecnologia irá evoluindo. A capacidade das baterias flexíveis serem dobradas, torcidas e/ou esticadas tem vindo a possibilitar o desenvolvimento de inúmeras aplicações ao nível da indústria têxtil, perspetivando-se um crescimento promissor deste mercado para os anos mais próximos. No entanto, um importante desafio a ser ultrapassado, comum a todo o tipo de baterias, circunscreve-se à necessidade de desenvolver tecnologia que permite a sua reciclagem/reutilização, de particular importância quando as baterias flexíveis são incorporadas em produtos já inseridos numa cadeia de valor circular. O contexto contemporâneo permite perspetivar avanços revolucionários ao nível da inovação tecnológica no domínio do conhecimento em apreço, para os próximos anos.
Por exemplo, sensores com capacidade de deformação elástica quando sujeitos a tensões mecânicas impressos em roupas podem monitorizar em tempo real a expansão do tórax e, desta forma, detetar desvios nos padrões respiratórios. Roupas com atuadores embutidos podem ser usadas como exoesqueletos e dispositivos de reabilitação para doenças como o torcicolo e tratamento de disfuncionalidades nas articulações. A engenharia dos dispositivos e circuitos flexíveis e extensíveis será o componente determinante para a criação de têxteis vestíveis incorporando funcionalidades eletrónicas, capazes de detetar, aquecer, iluminar e transmitir dados. A integração de dispositivos eletrónicos com capacidade de comunicação sem fios em casacos, camisas, calças, cobertores, lençóis, etc., permitirá automatizar um conjunto de funções proporcionadoras de uma vida humana mais fácil e com melhor qualidade.
O estado-da-arte intrínseco às atuais potencialidades da indústria têxtil foi fortemente impactado pela capacidade de desenvolver sistemas à escala nanométrica. Nas últimas duas décadas, os avanços que foram alcançados na nanotecnologia e nos métodos de fabricação que lhe estão associados tiveram grandes impactos e trouxeram grandes mudanças no domínio do conhecimento da eletrónica flexível e extensível, proporcionando o desenvolvimento de produtos têxteis inteligentes, através da criação de valor consubstanciada na incorporação de novas funcionalidades nos produtos têxteis tradicionais. As últimas duas décadas foram caraterizadas por muito trabalho de investigação, desenvolvimento e inovação neste domínio do conhecimento, tendo originado um número significativo de patentes e publicações científicas relacionadas com a integração de componentes e dispositivos eletrónicos em têxteis tradicionais.
Embora a maturidade de muitos dos produtos incluídos no grupo dos têxteis eletrónicos ainda esteja ao nível laboratorial, alguns autores defendem que já estamos a entrar na quarta geração destes produtos, estando agora o foco na inclusão de tecnologia durante o processo de fabrico de determinado produto têxtil, em detrimento da sua incorporação num produto já fabricado. Este desafio traduzir-se-á nos próximos anos numa revolução tecnológica ao nível da indústria do vestuário, com um enorme potencial de crescimento e criação de novas áreas de negócio. Durante a próxima década, serão lançados no mercado produtos de vestuário cada vez mais ligados à internet das coisas, com informação a ser tratada com base em técnicas de inteligência artificial, com interfaces homem-máquina e interagindo com a tecnologia em nuvem.
Avizinhando-se uma revolução no setor têxtil, importa refletir se este importante setor de atividade em Portugal se está a preparar para enfrentar os desafios emergentes, se está a ser devidamente apoiado pelo Sistema Cientifico e Tecnológico nacional e se o poder político tem uma estratégia clara para o seu desenvolvimento, ou se por outro lado, a próxima década será um período sombrio para este setor de atividade com o encerramento de muitas das empresas que o alimentam.
João Calado
(Professor Coordenador Principal do ISEL)
