Un equipo de investigación del Departamento de Ingeniería de la Información Eléctrica y Electrónica y del Instituto de Investigación Interdisciplinaria Inspirada en Electrónica (EIIRIS) de la Universidad Tecnológica de Toyohashi ha desarrollado una sonda biológica ultraestirable utilizando diseños de Kirigami. La biosonda basada en Kirigami permite a los investigadores seguir la forma de muestras biológicas deformables esféricas y grandes, como los tejidos del corazón y el cerebro. Además, su característica de baja fuerza de deformación reduce la fuerza inducida sobre los órganos, permitiendo así la grabación de señales biológicas mínimamente invasivas. Los resultados de su investigación se publicarán en Materiales avanzados para el cuidado de la salud el 8 de diciembre 2017.

La alta capacidad de estiramiento y deformabilidad son propiedades prometedoras para aumentar las aplicaciones de la electrónica de película flexible, incluidos los 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 exhiben cambios grandes y rápidos en su área de superficie y volumen (p. ej., un corazón que late). Sin embargo, Los dispositivos extensibles convencionales basados ​​en elastómeros requieren una gran fuerza de tensión para estirarlos, que surge de una propiedad material intrínseca. Esto hace que sea imposible seguir la deformación de los tejidos biológicos blandos, evitando así la deformación y el crecimiento naturales. Para aplicaciones de dispositivos relacionadas con muestras biológicas blandas, Es extremadamente importante reducir la característica de fuerza de tensión de los dispositivos extensibles para realizar mediciones seguras y de baja invasividad.

Un equipo de investigación del Departamento de Ingeniería de la Información Eléctrica y Electrónica y el EIIRIS de la Universidad Tecnológica de Toyohashi ha desarrollado una sonda biológica ultraestirable utilizando diseños de Kirigami.

"Para realizar la biosonda ultraestilable con característica de baja fuerza de deformación, utilizamos un diseño de Kirigami como patrón del dispositivo. La característica notable de Kirigami es que los materiales rígidos e inalterables pueden volverse más elásticos en comparación con otros materiales elásticos basados ​​en elastómeros. El mecanismo de estiramiento se basa en un doblado fuera del plano de la película delgada en lugar de un estiramiento del material; por lo tanto, la característica de tensión de deformación es extremadamente baja en comparación con la de los dispositivos elásticos a base de elastómero, "explica el primer autor del artículo, Doctor. candidato Yusuke Morikawa.

El líder del equipo de investigación, 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 alta capacidad de estiramiento del papel mientras creaba los diseños de Kirigami. Esto me hizo preguntarme si es posible desarrollar dispositivos electrónicos elásticos usando el concepto de Kirigami. Sorprendentemente, Nuestros estudios preliminares sobre películas de parileno basadas en Kirigami mediante tecnología de sistemas microelectromecánicos mostraron una alta capacidad de estiramiento de 1, 100%. Además, Estamos muy emocionados de que las bio-sondas fabricadas a base de Kirigami posean las distintas ventajas de una alta capacidad de estiramiento y deformabilidad, y son capaces de registrar señales biológicas de la superficie cortical y el corazón de un ratón ".

El equipo de investigación cree que las sondas biológicas basadas en Kirigami también se pueden usar para sondear tejidos y órganos que exhiben cambios dependientes del tiempo en su superficie y volumen debido al crecimiento o enfermedad. Se espera que esto conduzca a la eventual realización de un método de medición completamente nuevo que puede ser fundamental para comprender los mecanismos que gobiernan el crecimiento y enfermedades como el Alzheimer.