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Diseñan una piel electrónica que pesa menos que una pluma

Tecnología

Un grupo de investigadores ha desarrollado láminas electrónicas extrafinas y ultraligeras que podrían servir para producir imperceptibles sensores médicos o placas solares

Por   | Esmateria.com, bajo licencia Creative Commons

 
El material es más delgado que el envoltorio de un caramelo. Foto: Universidad de Tokio
 

Investigadores de la Universidad de Tokio han desarrollado unas láminas electrónicas de plástico ultraligeras y extrafinas que pueden doblarse, arrugarse, estirarse y adoptar la forma que se desee. La extrema ligereza y la adaptabilidad de este nuevo dispositivo electrónico plantean diversos usos prácticos, como la producción de imperceptibles sensores médicos para monitorear a un paciente o la fabricación de finísimas placas solares.

La revista Nature publicó ayer los logros de este grupo de investigadores, liderado por Martin Kaltenbrunner, que ha conseguido, basándose en los métodos de la electrónica orgánica (que emplea carbono en vez de silicio o cobre como conductores), desarrollar circuitos electrónicos directamente integrados en películas extrafinas de plástico. El resultado es una especie de piel electrónica flexible con la apariencia de un envoltorio de caramelo que puede adaptarse a todo tipo de superficies.



Tiene tan solo dos micras de grosor, es decir, es unas 27 veces más fina que una hoja de papel y es más ligera que una pluma. La piel electrónica puede ser doblada y estirada de forma repetida sin romperse, se puede arrugar como si fuese papel y puede funcionar correctamente a temperaturas elevadas y en ambientes húmedos.

La mínima esencia en soportes

Los sistemas electrónicos se componen de dos partes, una pasiva, el soporte, y una activa, que contiene los circuitos, la parte funcional del dispositivo. Ya existen tecnologías capaces de hacer que las capas funcionales sean muy finas, pero en este caso "la clave es que han conseguido reducir también el soporte al mínimo posible: si normalmente mide entre unas 100 micras de grosor y un milímetro, aquí lo han reducido a una micra", explica Mariano Campoy, físico en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (CSIC).

 
La piel electrónica es tan delgada y flexible que no se detecta una vez adherida. Foto: Universidad de Tokio
 

El diseño se sirve de tecnologías ya existentes pero las reduce a la mínima esencia en términos de ligereza y tamaño. De esta manera, estos dispositivos electrónicos minimizan el coste, ya que "el soporte es lo que mayor gasto en material supone", como explica Campoy, que no ha participado en el estudio. Según Kaltenbrunner, dado el bajo coste de fabricación, estas láminas podrían ser en el futuro tan comunes como lo son hoy los envoltorios de plástico corrientes.

Los investigadores han conseguido mantener las propiedades funcionales y mecánicas de los circuitos en un soporte tan fino que permite una flexibilidad muy elevada y, lo que es más importante, "son conformables, es decir, pueden adoptar la forma de cualquier superficie que se desee", explica el físico español. Estas características permiten que la piel electrónica pueda adaptarse incluso a la piel humana sin necesidad de adhesivos.

Monitorizar constantes vitales

Estas láminas electrónicas también pueden actuar como sensores táctiles, lo que abre muchas puertas para posibles usos biomédicos. Los investigadores desarrollaron un prototipo que puede colocarse perfectamente en el paladar de una persona sin apenas causar molestias dada su extrema finura. Este ejemplo ilustra cómo esta tecnología podría servir para desarrollar sistemas de monitoreo minimizando el impacto en la comodidad del paciente. Por ejemplo, al colocar un pequeño sensor en la piel de un individuo se puede monitorear el paso de la sangre midiendo su presión arterial, pulsaciones, etcétera.

"Esto ya existe, pero suelen ser dispositivos muy aparatosos. En este caso, sería como una pequeña película autoadhesiva de plástico muy fina que se puede poner cómodamente en el brazo de una persona de manera sutil", añade Campoy. También podría aplicarse al campo del deporte, para monitorear las constantes de los atletas a distancia, o en el sector de la robótica y en el diseño arquitectónico. "Su conformabilidad hace que se pueda integrar en objetos de todo tipo de formas: edificios, ladrillos, tejas, y cualquier dispositivo móvil", concluye Campoy.

Una piel que se ilumina con el tacto

Casi coincidiendo con la piel electrónica ultraligera, un equipo de la Universidad de California en Berkeley (EEUU) presentó el domingo una nueva piel electrónica o e-skin que responde al tacto iluminándose al instante. Cuanto más intensa sea la presión ejercida, más brillante será la luz. En los primeros prototipos experimentales, los dispositivos e-skin tienen unas dimensiones de 16 píxeles por cada lado. En el espacio de cada píxel hay un transistor, una luz LED (un diodo emisor de luz) y un sensor de presión.



Esta nueva piel electrónica de plástico, presentada en la revista Nature Materials , podría colocarse en torno a diferentes objetos envolviéndolos y permitiendo una nueva forma de interacción hombre-máquina, según los autores. Además, los investigadores creen que podría servir para darle a los robots un sentido del tacto más desarrollado y para crear dispositivos como papeles tapiz para las paredes, que se transforman en pizarra táctil, o coches con tableros que permiten al conductor ajustar los controles electrónicos moviendo la mano..

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