“Piel electrónica” elástica y reciclable

Investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder están desarrollando un dispositivo electrónico que se pueda llevar puesto y que sea “realmente llevable”: una placa de circuito elástica y totalmente reciclable que se inspira en la piel humana y se adhiere a ella.

El equipo, dirigido por Jianliang Xiao y Wei Zhang, describe su nueva “piel electrónica” en un artículo publicado en la revista Science Advances.

El dispositivo puede “curarse” a sí mismo, como la piel real.

También realiza de forma fiable una serie de tareas sensoriales, desde la medición de la temperatura corporal de los usuarios hasta el seguimiento de los pasos que realizan diariamente.

Y es reconfigurable, lo que significa que el dispositivo puede ser moldeado para adaptarse a cualquier parte del cuerpo.

“Si quieres usarlo como un reloj, puedes ponértelo alrededor de la muñeca“, dijo Xiao, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica Paul M. Rady de la Universidad de Colorado en Boulder.

“Si quieres llevarlo como un collar, puedes ponértelo en el cuello“.

Él y sus colegas esperan que su creación ayude a reimaginar de lo que son capaces los aparatos que se pueden llevar puestos.

El grupo dijo que, un día, esta piel de alta tecnología podría permitir a la gente recopilar datos precisos sobre sus cuerpos, y ello todo mientras se reduce la creciente cantidad de desechos electrónicos en el mundo.

“Los relojes inteligentes son funcionalmente agradables, pero siempre son un gran pedazo de metal en una correa“, dijo Zhang, un profesor del Departamento de Química.

“Si queremos un dispositivo realmente llevable, lo ideal es que sea una película fina que pueda caber cómodamente en tu cuerpo“.

Esas películas delgadas y cómodas han sido durante mucho tiempo un elemento básico de la ciencia ficción.

Recordemos la piel despegándose de la cara de Arnold Schwarzenegger en la franquicia de películas Terminator.

“Nuestra investigación va en esa dirección, pero todavía tenemos un largo camino por recorrer“, dijo Zhang.

Los objetivos de su equipo, sin embargo, son tanto robots como humanos.

Los investigadores describieron previamente su diseño para la piel electrónica en 2018.

Pero su última versión de la tecnología incluye muchas mejoras en el concepto: para empezar, es mucho más elástica, por no decir funcional.

Para fabricar su producto, Xiao y sus colegas utilizan serigrafía para crear una red de hilos de metal líquido.

Luego emparedan esos circuitos entre dos películas delgadas hechas de un material altamente flexible y autocurable llamado poliimina.

El dispositivo resultante es un poco más grueso que una tirita y se puede aplicar a la piel con calor.

También se puede estirar un 60% en cualquier dirección sin alterar la electrónica interior, según informa el equipo.

“Es realmente elástico, lo que permite muchas posibilidades que antes no eran una opción“, dijo Xiao.

La piel electrónica del equipo puede hacer muchas de las mismas cosas que hacen los dispositivos de fitness populares como Fitbits: medir de forma fiable el ritmo cardíaco, los patrones de movimiento y más.

Esta epidermis artificial también es notablemente resistente.

Si cortas un trozo de piel electrónica, dijo Zhang, todo lo que tienes que hacer es pellizcar las áreas rotas.

En pocos minutos, las uniones que mantienen unido el material de polímero comenzarán a reformarse.

En 13 minutos, el daño será casi totalmente indetectable.

“Esos lazos ayudan a formar una red a través del corte. Luego comienzan a crecer juntos“, dijo Zhang.

“Es similar a la curación de la piel, pero aquí estamos hablando de enlaces químicos covalentes“.

Xiao añadió que el proyecto también representa un nuevo enfoque para la fabricación de productos electrónicos, uno que podría ser mucho mejor para el planeta.

Para 2021, los cálculos sugieren que los humanos habrán producido más de 55 millones de toneladas de teléfonos inteligentes, computadores portátiles y otros aparatos electrónicos desechados.

Sin embargo, los dispositivos elásticos de su equipo están diseñados para evitar los vertederos.

Si se sumerge uno de estos parches en una solución de reciclaje, la poliimina se despolimerizará, o se descompondrá en las moléculas que la componen, mientras que los componentes electrónicos se hundirán hasta el fondo.

Tanto la electrónica como el material elástico pueden entonces ser reutilizados.

“Nuestra solución a los residuos electrónicos es empezar con la forma en que hacemos el dispositivo, no desde el punto final, o cuando ya se ha tirado“, dijo Xiao.

“Queremos un dispositivo que sea fácil de reciclar“.

La piel electrónica del equipo está muy lejos de poder competir con la real.

Por ahora, estos dispositivos todavía necesitan ser conectados a una fuente externa de energía para funcionar.

Pero, dijo Xiao, la investigación de su grupo insinúa que la piel cibernética podría ser pronto la moda del futuro.

Fuente: Noticias de la Ciencia