Esta tecnología se inspira en la capacidad regenerativa de la piel humana, y busca replicarla en un material electrónico. El equipo de investigación de Stanford ha logrado crear un material multicapas que no solo es altamente flexible y elástico, sino que también puede repararse a sí mismo cuando sufre daños.
Una de las innovaciones más recientes en el campo de la tecnología médica es la piel electrónica multicapas autorreparable desarrollada por el equipo de investigación integrado por Christopher B. Cooper y Samuel E. Root, y dirigidos por el profesor Zhenan Bao en la Universidad de Stanford. Esta piel electrónica no solo es flexible y versátil, sino que también es capaz de sanar automáticamente cuando se daña, lo que la convierte en una de las más avanzadas de su tipo.
“Las pieles sintéticas autorreparables existentes deben ser realineadas manualmente, por humanos. Incluso una ligera desalineación de las capas podría comprometer la recuperación funcional.” Stanford University
Las capas de la piel electrónica contienen sensores que monitorean constantemente su estado. Cuando se detecta un corte o un daño en el material, se activan los mecanismos de autorreparación. Estos mecanismos pueden realinear y restaurar la conectividad eléctrica en la piel electrónica, permitiendo que siga funcionando de manera óptima.
La piel electrónica multicapas autorreparable está compuesta por varias capas superpuestas, cada una con un propósito específico:
- Capa Sensorial: La capa superior de la piel electrónica está equipada con sensores altamente sensibles que pueden detectar cambios en la presión, la temperatura, la humedad y otros parámetros ambientales. Estos sensores son esenciales para la función de detección y respuesta de la piel electrónica.
- Capa Conductora: Justo debajo de la capa sensorial, se encuentra una capa conductora que permite la transmisión de señales eléctricas. Esta capa asegura que los datos capturados por los sensores se puedan transmitir eficazmente a los sistemas de procesamiento y control.
- Capa de Circuito Electrónico: En el núcleo de la piel electrónica, se encuentra una capa de circuito electrónico que procesa los datos recopilados por los sensores y controla las funciones de autorreparación. Esta capa está diseñada para ser flexible y adaptable, lo que permite la autoalineación de los circuitos dañados.
- Capa de Material Autorreparable: La capa inferior es una parte fundamental de esta tecnología. Está compuesta por un material autorreparable especial que puede realinear y restaurar conexiones eléctricas interrumpidas en caso de daño. Este material es la clave de la capacidad de autorreparación de la piel electrónica.
El funcionamiento de la piel electrónica multicapas autorreparable es una maravilla de la ingeniería. Cuando la piel electrónica sufre un corte o un daño, los sensores en la capa superior detectan el problema. Estos sensores envían señales a la capa de circuito electrónico, que determina la ubicación y la gravedad del daño.
Una vez que se identifica el daño, la capa de material autorreparable entra en acción. Utilizando propiedades especiales, como la conductividad autorreparable o la capacidad de realineación molecular, esta capa puede reparar las conexiones eléctricas rotas. Esto significa que la piel electrónica puede recuperarse a sí misma, manteniendo su funcionalidad incluso después de sufrir daños.
“Al calentar la piel sintética, los investigadores pudieron acelerar el proceso de curación. A temperatura ambiente, la curación puede tardar hasta una semana, pero cuando se calienta a sólo 70 °C (158 °F), la autoalineación y la curación se producen en aproximadamente 24 horas. Los materiales fueron cuidadosamente diseñados para tener respuestas viscosas y elásticas similares a la tensión externa en un rango de temperatura apropiado.” Stanford University
Esta capacidad de autorreparación es especialmente valiosa en aplicaciones médicas, donde la fiabilidad y la durabilidad son fundamentales. Desde prótesis que se ajustan automáticamente a las necesidades de los pacientes hasta dispositivos de monitoreo continuo que no se ven afectados por el desgaste, la piel electrónica multicapas autorreparable presagia, a largo plazo, la creación e integración de dispositivos autorregenerables en procedimientos médicos y en tecnologías más avanzadas, como prótesis o robots reconfigurables.
Si desea obtener más información sobre esta innovadora tecnología, puede consultar el artículo original en el sitio web de la Universidad de Stanford.
Por: Cipactli Vargas.
Fuentes:
Stanford University.
Layers of self-healing electronic skin realign autonomously when cut
