Investigadores de la Universidad de Colorado Boulder están desarrollando un dispositivo electrónico portátil que es "realmente portátil": 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 hoy en la revista avances científicos . El dispositivo puede curarse a sí mismo, al igual que la piel real. También realiza de manera confiable una variedad de tareas sensoriales, desde medir la temperatura corporal de los usuarios hasta rastrear sus recuentos diarios de pasos.
Y es reconfigurable, lo que significa que el dispositivo se puede moldear para adaptarse a cualquier parte de su cuerpo.
"Si quieres usar esto como un reloj, puedes ponerlo alrededor de tu muñeca", dijo Xiao, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica Paul M. Rady en CU Boulder. "Si quieres usar esto comoun collar, puedes ponértelo en el cuello ".
Él y sus colegas esperan que su creación ayude a reimaginar de lo que son capaces los dispositivos portátiles. El grupo dijo que, un día, una piel de alta tecnología podría permitir a las personas recopilar datos precisos sobre sus cuerpos, todo mientras se cortaen las crecientes cantidades de desechos electrónicos en el mundo.
"Los relojes inteligentes son funcionalmente agradables, pero siempre son un gran trozo de metal en una correa", dijo Zhang, profesor del Departamento de Química. "Si queremos un dispositivo realmente portátil, idealmente será un delgadopelícula que se ajuste cómodamente a su cuerpo ".
Estirándose
Esas películas delgadas y cómodas han sido durante mucho tiempo un elemento básico de la ciencia ficción. La piel de la imagen se despega del rostro de Arnold Schwarzenegger en la franquicia de películas Terminator. "Nuestra investigación va en esa dirección, pero aún nos queda un largo camino por recorrer.ve ", dijo Zhang.
Los objetivos de su equipo, sin embargo, son tanto robóticos como humanos. Los investigadores describieron previamente su diseño para la piel electrónica en 2018. Pero su última versión de la tecnología hace muchas mejoras en el concepto; para empezar, es mucho máselástico, sin mencionar funcional.
Para fabricar su producto hinchable, Xiao y sus colegas utilizan la serigrafía para crear una red de alambres de metal líquido. Luego intercalan esos circuitos entre dos películas delgadas hechas de un material altamente flexible y autocurativo llamado poliimina.
El dispositivo resultante es un poco más grueso que una curita y se puede aplicar a la piel con calor. También se puede estirar un 60% en cualquier dirección sin interrumpir la electrónica interna, 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 portátiles populares como Fitbits: medir de manera confiable los temporales corporales, la frecuencia cardíaca, los patrones de movimiento y más.
Menos desperdicio
Es posible que Arnold quiera tomar nota: la epidermis artificial del equipo también es notablemente resistente.
Si corta un parche de piel electrónica, dijo Zhang, todo lo que tiene que hacer es pellizcar las áreas rotas juntas. En unos minutos, las uniones que mantienen unido el material de poliimina comenzarán a reformarse. En 13 minutos, el dañoserá casi completamente indetectable.
"Esos enlaces 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 agregó que el proyecto también representa un nuevo enfoque para la fabricación de productos electrónicos, uno que podría ser mucho mejor para el planeta. Para el 2021, las estimaciones sugieren que los humanos habrán producido más de 55 millones de toneladas de teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y otros dispositivos electrónicos desechados..
Los dispositivos elásticos de su equipo, sin embargo, están diseñados para evitar los vertederos. Si sumerge uno de estos parches en una solución de reciclaje, la poliimina se despolimerizará o se separará en sus moléculas componentes, mientras que los componentes electrónicos se hundirán hasta el fondo. AmbosLa electrónica y el material elástico se pueden reutilizar.
"Nuestra solución para los desechos electrónicos es comenzar con la forma en que fabricamos el dispositivo, no desde el punto final, o cuando ya se ha desechado", dijo Xiao. "Queremos un dispositivo que sea fácil de reciclar".
La máscara electrónica del equipo está muy lejos de poder competir con la cosa real. Por ahora, estos dispositivos aún deben estar conectados a una fuente de energía externa para funcionar. Pero, dijo Xiao, las sugerencias de investigación de su grupoesa piel de cyborg pronto podría ser la moda del futuro.
"Todavía no nos hemos dado cuenta de todas estas funciones complejas", dijo. "Pero estamos avanzando hacia esa función del dispositivo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Original escrito por Daniel Strain. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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