Un equipo de investigación en el Departamento de Ingeniería de Información Eléctrica y Electrónica y el Instituto de Investigación Interdisciplinaria Inspirado en Electrónica EIIRIS en la Universidad Tecnológica de Toyohashi ha desarrollado una sonda biológica ultraestirable usando diseños de Kirigami. La sonda biológica basada en Kirigami permite seguir la formade muestras biológicas deformables esféricas y grandes, como tejidos cardíacos y cerebrales. Además, su característica de baja fuerza de deformación reduce la fuerza inducida en los órganos, lo que permite el registro de señales biológicas mínimamente invasivas. Los resultados de su investigación se publicarán en Materiales avanzados de atención médica el 8 de diciembre de 2017.
La alta capacidad de estiramiento y deformabilidad son propiedades prometedoras para aumentar las aplicaciones de la electrónica de película flexible, incluidos sensores, actuadores y recolectores de energía. En particular, tienen un gran potencial para aplicaciones relacionadas con muestras biológicas blandas tridimensionales, como órganos y tejidos que exhibencambios grandes y rápidos en su área de superficie y volumen p. ej., un corazón que late. Sin embargo, los dispositivos estirables basados en elastómeros convencionales requieren una gran fuerza de tensión para estirarlo, que surge de una propiedad intrínseca del material. Esto hace que sea imposible seguirla deformación de los tejidos biológicos blandos, evitando así la deformación natural y el crecimiento. Para aplicaciones de dispositivos pertenecientes a muestras biológicas blandas, es extremadamente importante reducir la fuerza de deformación característica de los dispositivos estirables para lograr una baja invasividad y mediciones seguras.
Un equipo de investigación en el Departamento de Ingeniería de Información Eléctrica y Electrónica y el EIIRIS de la Universidad Tecnológica de Toyohashi ha desarrollado una sonda biológica ultraestirable utilizando diseños de Kirigami.
"Para darnos cuenta de la sonda biológica ultraestirable con una característica de baja fuerza de tensión, utilizamos un diseño de Kirigami como patrón del dispositivo. La característica notable de Kirigami es que los materiales rígidos y no estirables pueden volverse más estirables en comparación con otros materiales estirables basados en elastómeros.El mecanismo de estiramiento se basa en una flexión fuera del plano de la película delgada en lugar de un estiramiento del material; por lo tanto, la característica de tensión-esfuerzo es extremadamente baja en comparación con la de los dispositivos estirables basados en elastómeros ", explica el primer autor deel artículo, candidato al doctorado Yusuke Morikawa.
El líder del equipo de investigación, el profesor asociado Takeshi Kawano, dijo: "La idea germinó en mi mente una mañana cuando me desperté y vi a mi hijo jugando con Origami y Kirigami. Lo vi darse cuenta de la gran capacidad de estiramiento del papel mientras creabalos diseños de Kirigami. Esto me hizo preguntarme si es posible desarrollar productos electrónicos estirables utilizando el concepto de Kirigami. Sorprendentemente, nuestros estudios preliminares sobre películas de parileno basadas en Kirigami mediante tecnología de sistemas microelectromecánicos exhibieron una alta capacidad de estiramiento del 1,100%. Además, somos extremadamenteentusiasmados porque las bioprobetas fabricadas basadas en Kirigami poseen las ventajas distintivas de una alta capacidad de estiramiento y deformabilidad, y son capaces de registrar señales biológicas desde la superficie cortical y el corazón de un ratón ".
El equipo de investigación cree que las bioprobetas basadas en Kirigami también pueden usarse para sondear tejidos y órganos que exhiben cambios dependientes del tiempo en su superficie y volumen debido al crecimiento o la enfermedad. Se espera que esto conduzca a la eventual realización de unaNuevo método de medición que puede ser fundamental para comprender los mecanismos que rigen el crecimiento y las enfermedades como el Alzheimer.
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Materiales proporcionados por Universidad Tecnológica de Toyohashi . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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