Los científicos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han desarrollado una piel electrónica transparente, optimizada para aplicaciones acuáticas. Los investigadores dicen que esta nueva membrana también es elástica, autocurativa y sensible al tacto, emulando a las medusas que la inspiraron.
El equipo de NUS detrás de una máscara electrónica inspirada en la naturaleza. Imagen cortesía de la Universidad Nacional de Singapur.
El proyecto colaborativo ha arrojado resultados prometedores después de un año de experimentación.
Las tecnologías de autocuración no son nuevas. El profesor asistente de NUS Benjamin Tee, un colaborador de investigación clave, ayudó a desarrollar las primeras máscaras de autocuración en 2012. ¿Qué ha impulsado esta nueva demanda? Las empresas esperan aumentar la funcionalidad de la pantalla táctil submarina. Las aplicaciones robóticas suaves también se benefician ya que emulan los tejidos humanos.
Ocho años de investigación científica se han centrado en corregir las deficiencias de los diseños anteriores. Las pieles más viejas carecían de transparencia y eficiencia cuando estaban mojadas.
Con las debilidades de las máscaras anteriores en sus mentes, el equipo de Tee buscó un gran avance al pensar fuera de la caja. El profesor Tee compartió su mentalidad:
“Con esta idea en mente, comenzamos a observar las medusas, que son transparentes y capaces de detectar el ambiente húmedo. Entonces, nos preguntamos cómo podríamos hacer un material artificial que pudiera imitar la naturaleza resistente al agua de las medusas y, sin embargo, también ser sensible al tacto ”.
El material está inspirado en las medusas. Captura de pantalla utilizada por cortesía de NUS News
La piel es esencialmente un gel, creado mediante la combinación de polímeros de fluorocarbono con líquido iónico rico en flúor. Estos líquidos están compuestos de sal o iones similares a la sal. También llamamos a estos fluidos "soluciones de electrolitos".
Esta membrana flexible se imprime en circuitos electrónicos, donde se pueden obtener sus beneficios conductores. Debido a que se autocuran, estas pieles tienen una longevidad a largo plazo. El equipo afirma que esto mitigará la acumulación de desechos electrónicos, especialmente a medida que la tecnología gana tracción en una escala más amplia.
Los investigadores dicen que la "piel electrónica" es eléctricamente conductora. Captura de pantalla utilizada por cortesía de NUS News
Los fabricantes pueden aprovechar los sistemas de impresión 3D para que esto sea posible. Los investigadores sugieren que las máscaras se destacarán en aplicaciones de bajo volumen, al menos a corto plazo.
La interacción única entre el fluido iónico y la base del polímero promueve la autocuración a través de reacciones dipolo reversibles. Esta atracción entre las moléculas estimula el proceso de reparación.
Además, las pieles electrónicas pasadas no reaccionaron bien a las condiciones cambiantes. La transición de ambientes húmedos a secos causó que esas membranas perdieran su estructura. Estas nuevas máscaras mantienen su integridad y funcionalidad en ambos casos. El profesor Tee señala que ni los ambientes salados, ácidos ni alcalinos afectan negativamente el rendimiento, lo que los hace adecuados tanto para aplicaciones marinas como terrestres.
La piel puede estirarse hasta veinte veces su longitud. Captura de pantalla utilizada por cortesía de NUS News
Los usuarios pueden alterar las propiedades eléctricas de la piel mediante el tacto, la presión y la tensión. Comúnmente sometemos nuestros dispositivos de pantalla táctil a este tipo de fuerzas. El estiramiento de la piel también afecta la conductividad, que, según el resumen de la publicación de Nature de este estudio, "puede ajustarse hasta 10-3 S cm-1". Los investigadores descubrieron que podían aplicar cepas de hasta 2,000% mientras preservaban la funcionalidad.
La robótica suave y la electrónica pueden interpretar estos cambios, convirtiéndolos en señales eléctricas. Esas manejan interacciones mientras permiten la integración del sensor. La transparencia también facilita una mejor detección ambiental.
La robótica suave y las aplicaciones compatibles evolucionan continuamente, al igual que la forma en que interactuamos con la tecnología. El equipo de NSU reconoce que su piel puede complementar estas futuras innovaciones. La comunicación hombre-máquina parece ser un objetivo central.
Tee dice que los desarrollos actuales se están centrando en la optoelectrónica. Estos incorporan luz y otras formas de radiación. También podemos ver surgir placas de circuito totalmente transparentes gracias a este nuevo material. A medida que pasa el tiempo, Tee y otros investigadores explorarán otras vías novedosas.
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