Un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Singapur NUS se ha inspirado en invertebrados submarinos como las medusas para crear una piel electrónica con una funcionalidad similar.
Al igual que una medusa, la piel electrónica es transparente, elástica, sensible al tacto y autocurativa en entornos acuáticos, y podría usarse en todo, desde pantallas táctiles resistentes al agua hasta robots blandos acuáticos.
El profesor asistente Benjamin Tee y su equipo del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería de la NUS desarrollaron el material, junto con colaboradores de la Universidad de Tsinghua y la Universidad de California Riverside.
El equipo de ocho investigadores pasó poco más de un año desarrollando el material, y su invención se informó por primera vez en la revista Electrónica de la naturaleza el 15 de febrero de 2019.
Materiales de autocuración transparentes e impermeables para aplicaciones de gran alcance
Asst Prof Tee ha estado trabajando en pieles electrónicas durante muchos años y formó parte del equipo que desarrolló los primeros sensores electrónicos de piel autocurativos en 2012.
Su experiencia en esta área de investigación lo llevó a identificar obstáculos clave que las pieles electrónicas de autocuración aún no han superado. "Uno de los desafíos con muchos materiales de autocuración hoy en día es que no son transparentes y no funcionan de manera eficiente cuandomojado ", dijo." Estos inconvenientes los hacen menos útiles para aplicaciones electrónicas como pantallas táctiles que a menudo necesitan usarse en condiciones de clima húmedo ".
Continuó: "Con esta idea en mente, comenzamos a observar las medusas: son transparentes y capaces de detectar el ambiente húmedo. Entonces, nos preguntamos cómo podríamos hacer un material artificial que pudiera imitar la resistencia al aguanaturaleza de las medusas y, sin embargo, también ser sensible al tacto "
Tuvieron éxito en este esfuerzo al crear un gel que consiste en un polímero a base de fluorocarbono con un líquido iónico rico en flúor. Cuando se combina, la red de polímeros interactúa con el líquido iónico a través de interacciones ion-dipolo altamente reversibles, lo que le permite a sí mismo-sanar.
Explicando las ventajas de esta configuración, Asst Prof Tee explicó: "La mayoría de los geles de polímeros conductores, como los hidrogeles, se hinchan cuando se sumergen en agua o se secan con el tiempo en el aire. Lo que hace que nuestro material sea diferente es que puede mantener su forma entanto en ambientes húmedos como secos. Funciona bien en agua de mar e incluso en ambientes ácidos o alcalinos ".
La próxima generación de robots blandos
La piel electrónica se crea imprimiendo el material nuevo en circuitos electrónicos. Como material blando y elástico, sus propiedades eléctricas cambian cuando se tocan, se presionan o se tensan. "Podemos medir este cambio y convertirlo en señales eléctricas legiblespara crear una amplia gama de diferentes aplicaciones de sensores ", agregó Asst Prof Tee.
"La capacidad de impresión 3D de nuestro material también muestra potencial para crear placas de circuito totalmente transparentes que podrían usarse en aplicaciones robóticas. Esperamos que este material pueda usarse para desarrollar diversas aplicaciones en los tipos emergentes de robots blandos", agregó Asst Prof Tee, quien también es del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de NUS, y del Instituto Biomédico de Investigación y Tecnología de Salud Global BIGHEART en NUS.
Los robots blandos, y la electrónica blanda en general, tienen como objetivo imitar los tejidos biológicos para que sean más compatibles mecánicamente para las interacciones hombre-máquina. Además de las aplicaciones convencionales de robots blandos, la tecnología impermeable de este nuevo material permite el diseño de robots anfibios y agua.electrónica resistente.
Una ventaja adicional de esta piel electrónica de autocuración es el potencial que tiene para reducir el desperdicio. El profesor Tee explicó: "Millones de toneladas de desperdicio electrónico de teléfonos móviles, tabletas, etc. rotos se generan a nivel mundial cada año. Estamoscon la esperanza de crear un futuro donde los dispositivos electrónicos hechos de materiales inteligentes puedan realizar funciones de reparación automática para reducir la cantidad de desechos electrónicos en el mundo ".
Próximos pasos
Asst Prof Tee y su equipo continuarán su investigación y esperan explorar más posibilidades de este material en el futuro. Él dijo: "Actualmente, estamos utilizando las propiedades integrales del material para fabricar nuevos dispositivos optoelectrónicos, quepodría utilizarse en muchas nuevas interfaces de comunicación hombre-máquina "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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