Un futuro prometedor para la 'piel electrónica' (e-skin)
Un material que podría utilizarse para recoger los datos biológicos en tiempo real, que imite a la piel humana en cuanto a su resistencia, elasticidad y sensibilidad.
e-skin o la piel electrónica, podría jugar un papel importante en las próximas generaciones de medicina personalizada, robótica blanda, inteligencia artificial, pero sobre todo en las prótesis.
“La e-skin ideal imitará las muchas funciones naturales de la piel humana, como la percepción de la temperatura y el tacto, con precisión y en tiempo real” comentó el postdoctorado de KAUST, Yichen Cai.
Sin embargo, para lograr que la electrónica sea adecuadamente flexible, que pueda realizar tareas delicadas y al mismo tiempo soportar golpes y rasguños de la vida cotidiana, es realmente un desafío y cada material debe ser diseñado muy cuidadosamente.
La mayoría de las e-skins son fabricadas colocando un nanomaterial activo en una superficie elástica que se adhiere a la piel humana.
La conexión entre estas capas suele ser muy débil, lo que conlleva a reducir la durabilidad y sensibilidad del material; y, por el contrario, si es demasiado fuerte, la flexibilidad se limita, lo que hace que sea más probable que se agriete y rompa el circuito.
“El paisaje de la electrónica en la piel sigue cambiando a un ritmo espectacular”, dice Cai
Imagen por panoramahenares
“La aparición de los sensores 2D ha acelerado los esfuerzos para integrar estos materiales atómicamente finos y mecánicamente fuertes en pieles artificiales funcionales y duraderas”
El equipo dirigido por Cai y su colega Jie Shen crearon una piel electrónica duradera utilizando un hidrogel reforzado con nanopartículas de sílice como sustrato fuerte y elástico y un MXene de carburo de titanio en 2D como capa de detección, unido con nanohilos altamente conductores
“Los hidrogeles son más del 70 por ciento agua, lo que los hace muy compatibles con los tejidos de la piel humana”, explica Shen.
Al estirar previamente el hidrogel en todas las direcciones, aplicando una capa de nanohilos y controlando cuidadosamente su liberación, los investigadores crearon vías conductoras hacia la capa del sensor que permanecieron intactas incluso cuando el material fue estirado hasta 28 veces su tamaño original.
Su prototipo de e-skin podía detectar objetos a 20 centímetros de distancia, responder a los estímulos en menos de una décima de segundo y, cuando se utilizaba como sensor de presión, podía distinguir escritura escrita en él.
Continuó funcionando bien después de 5.000 deformaciones, recuperándose en un cuarto de segundo cada vez.
“Es un logro sorprendente para una e-skin el mantener la dureza después de un uso repetido”, dice Shen, “que imita la elasticidad y la rápida recuperación de la piel humana”
Tales e-skins podrían monitorear una serie de informaciones biológicas, como los cambios en la presión sanguínea, que pueden ser detectados a partir de las vibraciones en las arterias, o los movimientos de las grandes extremidades y articulaciones.
Estos datos pueden ser compartidos y almacenados en la nube a través de Wi-Fi.
“Uno de los obstáculos que quedan para el uso generalizado de las pieles electrónicas es la ampliación de los sensores de alta resolución”, añade el líder del grupo Vincent Tung; “sin embargo, la fabricación de aditivos asistida por láser podría ser algo prometedor”.
“Prevemos un futuro para esta tecnología más allá de la biología”, añade Cai.
“Una cinta de sensores estirable podría algún día monitorear la salud estructural de objetos inanimados, como muebles y aviones”.
FUENTE: PDM
