Logran imprimir circuitos directamente en la piel

Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una nueva técnica para producir sensores biométricos precisos y de alto rendimiento. ¡Nuevos wearables!

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Materials & Interfaces 2020

Por lo general, la fabricación de circuitos portátiles (sensores o dispositivos flexibles que se ajustan y se adhieren a la piel) requiere mucho calor. Ahora, un equipo de científicos de la Penn State University (EE. UU.) ha conseguido crear unos nuevos sensores portátiles que se pueden imprimir directamente sobre la piel de una persona, sin quemar al destinatario en el proceso.

Los investigadores han encontrado una forma de fabricarlos a temperatura ambiente, tal y como describen en su estudio que ha sido publicado en la revista ACS Applied Materials & Interfaces, por lo que esperan desarrollar nuevos sensores médicos que se adapten mucho mejor al paciente individual.


"En este artículo, informamos sobre una técnica de fabricación simple pero universalmente aplicable con el uso de una nueva capa de ayuda de sinterización para permitir la impresión directa de sensores corporales", comentó Ling Zhang, investigador del Instituto de Tecnología de Harbin en China y coautor del trabajo.

Sensores impresos directamente en la piel, cada vez más cerca de la realidad.

¿Qué aplicaciones podrían tener?

Los sensores de alta sensibilidad podrían tener una amplia gama de aplicaciones, desde la robótica hasta la medicina.

Resolver el problema de imprimir circuitos directamente sobre la piel y el calor que ello conlleva es un gran paso pues los métodos tradicionales para unir los componentes dentro de un sensor requieren temperaturas de alrededor de 300 ° C, lo que hace que el proceso sea incompatible con las aplicaciones cutáneas (quemaría la piel, por supuesto).

"La superficie de la piel no puede soportar una temperatura tan alta, obviamente", dijo Cheng. "Para sortear esta limitación, propusimos una capa de ayuda de sinterización, algo que no dañaría la piel y podría ayudar a que el material se sinterice a una temperatura más baja".

Al añadir una nanopartícula a la mezcla, las partículas de plata se sinterizan a una temperatura más baja de aproximadamente 100 ºC.

 


¿No sigue siendo mucho calor?


"Esto se puede usar para imprimir sensores en ropa y papel, lo cual es útil, pero aún es más alto de lo que podemos soportar a la temperatura de la piel", aclaró Cheng, quien señaló que alrededor de 40 ºC aún podrían quemar el tejido de la piel. "Cambiamos la fórmula de la capa auxiliar, cambiamos el material de impresión y descubrimos que podíamos sinterizar a temperatura ambiente".


Así, reduciendo gradualmente el calor hasta la temperatura ambiente mezclando compuestos como la pasta de alcohol polivinílico, el ingrediente principal de las mascarillas faciales para el cuidado de la piel, consiguieron este objetivo. Al aplicar la capa antes de la sinterización, la superficie se vuelve más lisa y los materiales pueden unirse sin calor extremo. El resultado final son sensores médicos, diseñados específicamente para el cuerpo de una persona, que se pueden eliminar fácilmente con agua tibia. La extracción o eliminación no daña el dispositivo y tampoco la piel.

Si bien ya existen sensores flexibles y tienen aplicaciones en la monitorización fisiológica futura, aplicar esa tecnología a la piel seguía siendo un problema para los científicos. Si este proceso consigue ser viable a gran escala, puede allanar el camino para que la tecnología ayude a los pacientes con diversas afecciones. De hecho, los científicos planean utilizar esta tecnología para monitorear los síntomas de la COVID-19 en los pacientes.

 

Referencia: Ling Zhang, Hongjun Ji, Houbing Huang, Ning Yi, Xiaoming Shi, Senpei Xie, Yaoyin Li, Ziheng Ye, Pengdong Feng, Tiesong Lin, Xiangli Liu, Xuesong Leng, Mingyu Li, Jiaheng Zhang, Xing Ma, Peng He, Weiwei Zhao, Huanyu Cheng. Wearable Circuits Sintered at Room Temperature Directly on the Skin Surface for Health Monitoring. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020; 12 (40): 45504 DOI: 10.1021/acsami.0c11479

 

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme por aquí.

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