Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST), en Arabia Saudí, han desarrollado un material que imita la piel humana en cuanto a resistencia, estirabilidad y sensibilidad para recopilar datos biológicos en tiempo real.
Esta “es-kin”, puede desempeñar un papel importante en las prótesis de próxima generación, la medicina personalizada, la robótica blanda y la inteligencia artificial, adelantan los científicos en la revista Science Advances.
La piel electrónica ideal imitará las muchas funciones naturales de la piel humana, como la detección de la temperatura y el tacto, de forma precisa y en tiempo real”, señaló el postdoctorado de KAUST, Yichen Cai.
Sin embargo, fabricar dispositivos electrónicos adecuadamente flexibles, que puedan realizar tareas tan delicadas al mismo tiempo que soportan los golpes y raspaduras de la vida cotidiana es un desafío, y cada material involucrado debe diseñarse cuidadosamente.
La mayoría de las pieles electrónicas se fabrican colocando un nanomaterial activo en una superficie elástica que se adhiere a la piel humana.
Sin embargo, la conexión entre estas capas es a menudo demasiado débil, lo que reduce la durabilidad y sensibilidad del material, en cambio, si es demasiado fuerte, la flexibilidad se vuelve limitada, por lo que es más probable que se agriete y rompa el circuito.
El panorama de la electrónica de la piel sigue cambiando a un ritmo espectacular. La aparición de los sensores 2D ha acelerado los esfuerzos para integrar estos materiales mecánicamente fuertes y delgados atómicamente en pieles artificiales funcionales y duraderas”, indicó Yichen Cai.
Un equipo dirigido por Cai y su colega Jie Shen ha creado una piel electrónica duradera utilizando un hidrogel reforzado con nanopartículas de sílice como sustrato fuerte y elástico y un carburo de titanio 2D MXene como capa de detección, unido con nanocables altamente conductores.
Los hidrogeles contienen más del 70% de agua, lo que los hace muy compatibles con los tejidos de la piel humana”, explicó Jie Shen.
Al estirar el hidrogel en todas direcciones, aplicar una capa de nanocables y luego controlar cuidadosamente su liberación, los investigadores crearon vías conductoras hacia la capa del sensor que permanecieron intactas incluso cuando el material se estiró 28 veces su tamaño original.
Su prototipo de piel electrónica podía detectar objetos a 20 centímetros de distancia, responder a estímulos en menos de una décima de segundo y, cuando se usaba como sensor de presión, podía distinguir la escritura a mano sobre ella.
Continuó funcionando bien después de 5 mil deformaciones, recuperándose en aproximadamente un cuarto de segundo cada vez.