Un factor importante que frena el desarrollo de biosensores portátiles para el control de la salud es la falta de un dispositivo ligero, Fuente de alimentación de larga duración. Ahora, los científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst, dirigidos por la química de materiales Trisha L. Andrew, informan que han desarrollado un método para fabricar un sistema de almacenamiento de carga que se integra fácilmente en la ropa para "bordar un patrón de almacenamiento de carga en cualquier prenda".

Como explica Andrew, "Las baterías u otros tipos de almacenamiento de carga siguen siendo los componentes limitantes para la mayoría de los dispositivos portátiles, usable, tecnologías ingeribles o flexibles. Los dispositivos tienden a ser una combinación de demasiado grande, demasiado pesado y poco flexible ".

Su nuevo método utiliza un micro-supercondensador y combina hilos conductores recubiertos de vapor con una película de polímero, además de una técnica de costura especial para crear una malla flexible de electrodos alineados sobre un respaldo textil. El dispositivo de estado sólido resultante tiene una alta capacidad para almacenar carga para su tamaño, y otras características que le permiten alimentar biosensores portátiles.

Andrew agrega que si bien los investigadores han miniaturizado notablemente muchos componentes de circuitos electrónicos diferentes, hasta ahora no se podía decir lo mismo de los dispositivos de almacenamiento de carga. "Con este papel, mostramos que, literalmente, podemos bordar un patrón de almacenamiento de carga en cualquier prenda utilizando los hilos recubiertos de vapor que fabrica nuestro laboratorio. Esto abre la puerta para simplemente coser circuitos en prendas inteligentes autoamplificadas ". Los detalles aparecen en línea en ACS Materiales e interfaces aplicados .

Andrew y el investigador postdoctoral y primer autor Lushuai Zhang, además del estudiante graduado de ingeniería química Wesley Viola, señalan que los supercondensadores son candidatos ideales para circuitos de almacenamiento de carga portátiles porque tienen densidades de energía inherentemente más altas en comparación con las baterías.

Pero "incorporar materiales electroquímicamente activos con altas conductividades eléctricas y transporte rápido de iones en los textiles es un desafío, ", añaden. Andrew y sus colegas muestran que su proceso de recubrimiento de vapor crea películas de polímero conductor poroso en hilos densamente retorcidos, que puede hincharse fácilmente con iones de electrolito y mantener una alta capacidad de almacenamiento de carga por unidad de longitud en comparación con el trabajo anterior con fibras teñidas o extruidas.

Andrés, quien dirige el Laboratorio de Electrónica Portátil en UMass Amherst, señala que los científicos textiles han tendido a no utilizar la deposición de vapor debido a dificultades técnicas y altos costos, pero más recientemente, La investigación ha demostrado que la tecnología puede ampliarse y seguir siendo rentable.

Ella y su equipo están trabajando actualmente con otros en el Centro de Monitoreo de Salud Personalizado del Instituto UMass Amherst para las Ciencias de la Vida Aplicadas para incorporar los nuevos arreglos de almacenamiento de carga bordados con sensores de textiles electrónicos y microprocesadores de baja potencia para construir prendas inteligentes que puedan monitorear un la marcha de la persona y los movimientos de las articulaciones a lo largo de un día normal.