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Hidrogel imita capacidade de lembrar e esquecer do cérebro humano

Gel com memória

Pesquisadores da Universidade de Hokkaido, no Japão, descobriram um material macio e úmido capaz de memorizar, recuperar e esquecer informações, imitando o funcionamento do cérebro humano.

O cérebro humano aprende coisas, mas tende a esquecê-las quando a informação não é mais importante. Recriar esse processo dinâmico de memória em materiais sintéticos tem sido um desafio perseguido há muito tempo, mas com poucos resultados práticos.

Chengtao Yu e seus colegas descobriram que um hidrogel contendo materiais chamados polianfólitos - ou géis de PA - é capaz de imitar a função dinâmica de memória do cérebro, codificando informações que desaparecem com o tempo, dependendo da intensidade da memória.

Os hidrogéis são materiais flexíveis compostos por uma grande porcentagem de água - nesse caso, cerca de 45% - juntamente com outros produtos químicos que fornecem uma estrutura que serve de suporte para a água.

"Os hidrogéis são excelentes candidatos para imitar funções biológicas porque são moles e úmidos como os tecidos humanos. Estamos animados em demonstrar como os hidrogéis podem imitar algumas das funções de memória do tecido cerebral," disse o professor Jian Gong.

O padrão de inchamento pela absorção de água faz o hidrogel passar de transparente para opaco, permitindo o registro da memória.

Memória por temperatura

Os pesquisadores colocaram uma camada fina do hidrogel entre duas placas de plástico: A placa superior tinha estampada uma forma geométrica ou letras, deixando exposta apenas aquela área do hidrogel. Por exemplo, os padrões incluíam um avião e a palavra "GEL".

Eles inicialmente colocaram o gel em um banho de água fria para estabelecer o equilíbrio. Então levaram o material para um banho quente. O gel absorveu água em sua estrutura, causando um inchaço, mas apenas na área exposta. Isso imprimiu nele o padrão existente no plástico - uma informação.

Quando o gel foi levado de volta à água fria, a área exposta ficou opaca, tornando visível a informação armazenada, devido ao que a equipe chama de "frustração da estrutura". Na temperatura baixa, o hidrogel encolheu gradualmente, liberando a água que havia absorvido e fazendo a informação desaparecer lentamente.

Quanto mais tempo o gel foi deixado na água quente - ou quanto mais alta era a temperatura da água -, mais escura ou mais intensa foi a impressão e, portanto, mais tempo demorou para desaparecer ou "esquecer" a informação na água fria.

"Isso é semelhante aos seres humanos. Quanto mais tempo você gasta aprendendo algo ou mais fortes são os estímulos emocionais, mais tempo você leva para esquecê-lo," disse Kunpeng Cui, membro da equipe.

A equipe agora quer testar outros tipos de hidrogel para avaliar sua capacidade de memorização, enquanto pensam em aplicações práticas.

"O sistema de memória semelhante ao cérebro do hidrogel pode ser explorado para algumas aplicações, como o desaparecimento de mensagens de segurança," arriscou Cui.