Inspirado en el comportamiento de la piel natural, investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linköping, han desarrollado un sensor que será adecuado para su uso con piel electrónica. Puede medir cambios en la temperatura corporal, y reaccionar tanto a la luz del sol como al tacto cálido.

Robótica prótesis que reaccionan al tacto, y la vigilancia de la salud son tres campos en los que los científicos de todo el mundo están trabajando para desarrollar la piel electrónica. Quieren que esa piel sea flexible y posea algún tipo de sensibilidad. Los investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping han dado pasos hacia un sistema de este tipo mediante la combinación de varios fenómenos físicos y materiales. El resultado es un sensor que, similar a la piel humana, puede sentir la variación de temperatura que se origina al tocar un objeto cálido, así como el calor de la radiación solar.

"Nos hemos inspirado en la naturaleza y sus métodos para detectar el calor y la radiación", dice Mina Shiran Chaharsoughi, Estudiante de doctorado en el grupo de Fotónica Orgánica y Nanoóptica del Laboratorio de Electrónica Orgánica.

Junto con sus colegas, ha desarrollado un sensor que combina efectos piroeléctricos y termoeléctricos con un fenómeno nanoóptico.

Un voltaje surge en los materiales piroeléctricos cuando se calientan o enfrían. Es el cambio de temperatura lo que da una señal, que es rápido y fuerte, pero eso decae casi con la misma rapidez.

En materiales termoeléctricos, a diferencia de, un voltaje surge cuando el material tiene un lado frío y otro caliente. La señal aquí surge lentamente, y debe pasar algún tiempo antes de que pueda medirse. El calor puede surgir de un toque cálido o del sol; todo lo que se requiere es que un lado esté más frío que el otro.

"Queríamos disfrutar de lo mejor de ambos mundos, así que combinamos un polímero piroeléctrico con un gel termoeléctrico desarrollado en un proyecto anterior por Dan Zhao, Simone Fabiano y otros colegas del Laboratorio de Electrónica Orgánica. La combinación da una señal rápida y fuerte que dura mientras el estímulo está presente ", dice Magnus Jonsson, líder del grupo de Fotónica Orgánica y Nanoóptica.

Es más, resultó que los dos materiales interactúan de una manera que refuerza la señal.

El nuevo sensor también utiliza otra entidad nanoóptica conocida como plasmones.

"Los plasmones surgen cuando la luz interactúa con nanopartículas de metales como el oro y la plata. La luz incidente hace que los electrones de las partículas oscilen al unísono, que forma el plasmón. Este fenómeno proporciona a las nanoestructuras propiedades ópticas extraordinarias, como alta dispersión y alta absorción ", Magnus Jonsson lo explica.

En trabajos anteriores, él y sus compañeros de trabajo han demostrado que un electrodo de oro que ha sido perforado con nanoagujeros absorbe la luz de manera eficiente con la ayuda de plasmones. La luz absorbida se convierte posteriormente en calor. Con tal electrodo, una fina película de oro con nanoagujeros, del lado que mira al sol, el sensor también puede convertir la luz visible rápidamente en una señal estable.

Como bono adicional, el sensor también es sensible a la presión.

"Una señal surge cuando presionamos el sensor con un dedo, pero no cuando lo sometemos a la misma presión con un trozo de plástico. Reacciona al calor de la mano ", dice Magnus Jonsson.

Además de Mina Shiran Chaharsoughi y Magnus Jonsson, sus colegas Dan Zhao, Simone Fabiano y el profesor Xavier Crispin del Laboratorio de Electrónica Orgánica también han contribuido al estudio. cuyos resultados se han publicado recientemente en la revista científica Advanced Functional Materials.