24 julio 2017

Piel robótica

La electrónica ya no es lo que era. De los pesados y voluminosos primeros circuitos, el avance de la tecnología ha permitido tener hoy en día pequeños y ligeros chips mucho más potentes que nos facilitan la vida en las tripas de nuestros teléfonos móviles o tabletas, por ejemplo. Pero este campo de investigación aún tiene que dar muchas sorpresas en el futuro. Algunas de las aplicaciones más importantes que se vislumbran pasan por el descubrimiento de nuevos materiales que permitan fabricar aparatos flexibles y ligeros. Y quizás su interés no está sólo en el desarrollo que esto puede permitir al mundo de la telefonía móvil o de la informática, sino también de cara a la creación de implantes médicos que puedan moverse con el cuerpo.

El último paso en esa dirección es un nuevo circuito electrónico flexible, ultrafino, prácticamente irrompible y más ligero que una pluma, desarrollado por un grupo de investigadores europeos y japoneses. El hallazgo, publicado hoy en la revista Nature, pone en escena el microchip más ligero y fino del mundo, que podrá ser utilizado en el futuro para un amplio abanico de aplicaciones médicas, como sensores de temperatura o aparatos médicos portátiles, y tecnológicas, como pantallas o células solares, según describen los autores del trabajo.

Los circuitos orgánicos integrados llevan años desarrollándose y, a diferencia de los inorgánicos –que sólo necesitan silicio–, tienen unas propiedades de flexibilidad y bajo coste que los hacen muy atractivos para ciertas aplicaciones. Pero, junto con estas propiedades, este nuevo diseño credo por investigadores de las universidades de Tokio (Japón) y la Johannes Kepler (Austria) ofrece una ligereza y una durabilidad que no se había conseguido hasta la fecha. Según detallan los investigadores, su espesor es de dos micras, es decir, cinco veces más fino que el film de cocina y su peso es de tres gramos por metro cuadrado, 30 veces más ligero que un folio de papel.

Además, este nuevo circuito electrónico es adaptable a cualquier superficie y resiste casi cualquier maltrato. Durante las pruebas que realizaron los investigadores, se arrugó hasta dejarlo reducido a una pequeña bolita de papel de plástico o se adaptó a la piel de una mano soportando todos y cada uno de los movimientos. Y en ninguno de los dos casos el microchip sufrió daño alguno y siguió funcionado como al principio.

El autor principal, Martin Kaltenbrunner, y sus compañeros tenían fijado el objetivo de que la producción no supusiese un reto inabordable, por lo que en todo momento tuvieron en mente que los métodos de fabricación fuesen los que se usan comúnmente. De forma resumida, los transistores del chip se fabrican sobre un polímero de plástico que luego se transfiere a la ultrafina película que sirve de soporte, quedando unidos como si fuesen una sola unidad, aunque se arrugue o se estire con fuerza.

"Es una forma muy buena de fabricar circuitos que se puedan manipular, porque se pueden producir artefactos de alto rendimiento y transferirlos al film de plástico creando circuitos muy flexibles y prácticamente irrompibles que cumplen muy bien con el objetivo que se busca", asegura Kaltenbrunner, investigador de la Universidad de Tokio. El resultado son circuitos electrónicos de sólo dos micras de espesor que pesan tan poco que flotan en el aire, como una pequeña pluma.

El prototipo creado por los investigadores era un cuadrado de poco menos de cinco centímetros de lado con 144 sensores, y está compuesto por dos capas, una en la que está el circuito electrónico y otra que soporta los sensores. En el trabajo, los autores probaron cómo se comportaría el nuevo material si se aplicaba sobre la piel humana y el resultado, según los científicos, fue perfecto y, además, resultó "imperceptible" para quien lo portaba.

"Esto nos ha permitido crear nuevos sensores de contacto más flexibles, más ligeros y más finos. Tanto que la gente no los puede sentir, incluso cuando los tiene aplicados sobre su propia piel", explica Takao Someya, profesor de la Universidad de Tokio y autor principal de la investigación. "Creo que esto nos abre la puerta a un amplio abanico de aplicaciones en los campos de la monitorización de problemas de salud, de la instrumentación médica portátil e incluso, en el futuro, de las pieles robóticas", predice.

La tecnología podría denominarse como de bajo coste, según los autores, ya que sólo requiere circuitos producidos sobre papel plástico. "Estas láminas electrónicas imperceptibles podrían ser tan comunes en el futuro como lo es hoy en día el film de cocina", escriben en el trabajo.

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