De las muchas formas en que los humanos le dan sentido a nuestro mundo, con nuestros ojos, orejas, nariz y boca:ninguna es quizás menos apreciada que nuestras manos táctiles y versátiles. Gracias a nuestras sensibles yemas de los dedos, podemos sentir el calor antes de tocar la llama, o sentir la suavidad de la mejilla de un recién nacido.

Pero las personas con prótesis viven en un mundo sin contacto. Restaurar algo parecido a esta sensación ha sido una fuerza impulsora detrás de la búsqueda de décadas del ingeniero químico de Stanford Zhenan Bao para crear productos elásticos, Materiales sintéticos sensibles a la electrónica. Tal avance podría algún día servir como revestimientos similares a la piel para prótesis. Pero a corto plazo, esta misma tecnología podría convertirse en la base para la evolución de un nuevo género de electrónica flexible que contrasta con los teléfonos inteligentes rígidos que muchos de nosotros llevamos. cautelosamente, en nuestros bolsillos traseros.

Ahora, en un 19 de febrero Naturaleza papel, Bao y su equipo describen dos novedades técnicas que podrían hacer realidad este objetivo de 20 años:la creación de un Circuito de polímero con sensores táctiles integrados para detectar la delicada huella de una mariquita artificial. Y aunque este logro técnico es un hito, el segundo, y mas practico, El avance es un método para producir en masa esta nueva clase de flexible, Electrónica extensible:un paso fundamental en el camino hacia la comercialización. Dijo Bao.

"La investigación sobre la piel sintética y la electrónica flexible ha avanzado mucho, pero hasta ahora nadie había demostrado un proceso para fabricar circuitos extensibles de manera confiable, "Dijo Bao.

La esperanza de Bao es que los fabricantes algún día puedan fabricar láminas de componentes electrónicos basados ​​en polímeros integrados con una amplia variedad de sensores. y eventualmente conectar estos flexibles, circuitos polivalentes con el sistema nervioso de una persona. Tal producto sería análogo a la red sensorial bioquímica mucho más compleja y al "material" de protección de la superficie que llamamos piel humana, que no solo puede sentir el tacto, pero la temperatura y otros fenómenos, así como. Pero mucho antes de que la piel artificial sea posible, los procesos informados en este Naturaleza el papel permitirá la creación de plegables, pantallas táctiles extensibles, ropa electrónica o parches similares a la piel para aplicaciones médicas.

Capa por capa

Bao dijo que su proceso de producción involucra varias capas de polímeros de la nueva era, algunos que aportan elasticidad al material y otros con mallas electrónicas con patrones intrincados. Todavía, otros sirven como aislantes para aislar el material electrónicamente sensible. Un paso en el proceso de producción implica el uso de una impresora de inyección de tinta para, en esencia, pintar en ciertas capas.

"Hemos diseñado todas estas capas y sus elementos activos para que funcionen juntos sin problemas, "dijo el erudito postdoctoral Sihong Wang, coautor principal del artículo.

El equipo ha formado con éxito su material en cuadrados de aproximadamente dos pulgadas en un lado que contiene más de 6, 000 dispositivos de procesamiento de señales individuales que actúan como terminaciones nerviosas sintéticas. Todo esto está encapsulado en una capa protectora impermeable.

El prototipo se puede estirar para duplicar sus dimensiones originales, y viceversa, mientras mantiene su capacidad para conducir electricidad sin grietas. delaminación o arrugas. Para probar la durabilidad, el equipo estiró una muestra más de mil veces sin daño significativo o pérdida de sensibilidad. La prueba real se produjo cuando los investigadores adhirieron su muestra a una mano humana.

"Funciona muy bien, incluso en superficies de formas irregulares, "dijo el erudito postdoctoral Jie Xu, y el otro coautor principal del artículo.

Quizás lo más prometedor de todo, el proceso de fabricación descrito en este documento podría convertirse en una plataforma para evaluar otros materiales electrónicos extensibles desarrollados por otros investigadores que algún día podrían comenzar a reemplazar la electrónica rígida actual.

Bao dijo que queda mucho trabajo por delante antes de que estos nuevos materiales y procesos sean tan ubicuos y capaces como los circuitos de silicio rígido. Por primera vez, ella dijo, su equipo debe mejorar la velocidad electrónica y el rendimiento de su prototipo, pero este es un paso prometedor.

"Creo que estamos al borde de un nuevo mundo de la electrónica, "Dijo Bao.