En el campo de la robótica, los metales ofrecen ventajas como resistencia, durabilidad y conductividad eléctrica. Pero son pesados y rígidos, propiedades que no son deseables en sistemas suaves y flexibles para computadoras portátiles e interfaces hombre-máquina.
Los hidrogeles, por otro lado, son livianos, estirables y biocompatibles, lo que los convierte en excelentes materiales para lentes de contacto y andamios de ingeniería de tejidos. Sin embargo, son pobres para conducir la electricidad, que es necesaria para circuitos digitales y aplicaciones bioelectrónicas.
Investigadores del Laboratorio de Máquinas Blandas de la Universidad Carnegie Mellon han desarrollado un compuesto único de hidrogel de plata que tiene una alta conductividad eléctrica y es capaz de suministrar corriente continua mientras mantiene la flexibilidad y la deformabilidad suaves. Los hallazgos se publicaron en Electrónica de la naturaleza .
El equipo suspendió escamas de plata del tamaño de un micrómetro en una matriz de hidrogel de poliacrilamida-alginato. Después de pasar por un proceso de deshidratación parcial, las escamas formaron redes de percolación que eran eléctricamente conductoras y resistentes a las deformaciones mecánicas. Al manipular este proceso de deshidratación e hidratación, else puede hacer que las escamas se peguen o rompan, formando conexiones eléctricas reversibles.
Los intentos anteriores de combinar metales e hidrogeles revelaron un compromiso entre una conductividad eléctrica mejorada y una menor elasticidad y deformabilidad. Majidi y su equipo buscaron abordar este desafío, aprovechando su experiencia en el desarrollo de elastómeros conductores elásticos con metal líquido.
"Con su alta conductividad eléctrica y alta conformidad o 'blandura', este nuevo compuesto puede tener muchas aplicaciones en bioelectrónica y más allá", explicó Carmel Majidi, profesora de ingeniería mecánica. "Los ejemplos incluyen una pegatina para el cerebro que tiene sensores paraprocesamiento de señales, un dispositivo portátil de generación de energía para alimentar la electrónica y pantallas extensibles ".
El compuesto de hidrogel de plata se puede imprimir mediante métodos estándar como la litografía con plantilla, similar a la serigrafía. Los investigadores utilizaron esta técnica para desarrollar electrodos montados en la piel para la estimulación eléctrica neuromuscular. Según Majidi, el compuesto podría cubrir una gran área deel cuerpo humano, "como una segunda capa de tejido nervioso sobre la piel".
Las aplicaciones futuras podrían incluir el tratamiento de trastornos musculares y discapacidades motoras, como ayudar a alguien con temblores de la enfermedad de Parkinson o dificultad para agarrar algo con los dedos después de un accidente cerebrovascular.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería, Universidad Carnegie Mellon . Original escrito por Lisa Kulick. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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