Un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) se ha inspirado en invertebrados submarinos como las medusas para crear una piel electrónica con una funcionalidad similar.

Como una medusa la piel electrónica es transparente, estirable sensible al tacto, y autocuración en ambientes acuáticos, y podría usarse en todo, desde pantallas táctiles resistentes al agua hasta robots acuáticos suaves.

El profesor asistente Benjamin Tee y su equipo del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería de NUS desarrollaron el material, junto con colaboradores de la Universidad de Tsinghua y la Universidad de California Riverside.

El equipo de ocho investigadores pasó poco más de un año desarrollando el material, y su invención se informó por primera vez en la revista Electrónica de la naturaleza el 15 de febrero de 2019.

Materiales autorreparables transparentes e impermeables para una amplia variedad de aplicaciones

Asst Prof Tee ha estado trabajando en máscaras electrónicas durante muchos años y fue parte del equipo que desarrolló los primeros sensores electrónicos de piel con autocuración en 2012.

Su experiencia en esta área de investigación lo llevó a identificar obstáculos clave que las pieles electrónicas autocurativas aún tienen que superar. "Uno de los desafíos de muchos materiales autocurativos en la actualidad es que no son transparentes y no funcionan de manera eficiente cuando están mojados. ", dijo." Estos inconvenientes los hacen menos útiles para aplicaciones electrónicas como pantallas táctiles que a menudo deben usarse en condiciones de clima húmedo ".

Él continuó, "Con esta idea en mente, comenzamos a mirar medusas, son transparentes, y capaz de sentir el ambiente húmedo. Entonces, nos preguntamos cómo podríamos hacer un material artificial que pudiera imitar la naturaleza resistente al agua de las medusas y, al mismo tiempo, ser sensible al tacto ".

Tuvieron éxito en este esfuerzo creando un gel que consiste en un polímero a base de fluorocarbono con un líquido iónico rico en flúor. Cuando se combina, la red de polímeros interactúa con el líquido iónico a través de interacciones ion-dipolo altamente reversibles, lo que le permite autocurarse.

Desarrollando las ventajas de esta configuración, Asst Prof Tee explicó, "La mayoría de los geles de polímeros conductores, como los hidrogeles, se hinchan cuando se sumergen en agua o se secan con el tiempo en el aire. Lo que hace que nuestro material sea diferente es que puede conservar su forma tanto en entornos húmedos como secos. Funciona bien en agua de mar e incluso en ambientes ácidos o alcalinos. "

La próxima generación de robots blandos

La piel electrónica se crea imprimiendo el material novedoso en circuitos electrónicos. Como material suave y estirable, sus propiedades eléctricas cambian cuando se toca, prensado o colado. "Entonces podemos medir este cambio, y convertirlo en señales eléctricas legibles para crear una amplia gama de diferentes aplicaciones de sensores, "Agregó el profesor asistente Tee.

"La capacidad de impresión en 3-D de nuestro material también muestra potencial para crear placas de circuito completamente transparentes que podrían usarse en aplicaciones robóticas. Esperamos que este material pueda usarse para desarrollar diversas aplicaciones en tipos emergentes de robots blandos, "agregó Asst Prof Tee, quien también es del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de NUS, y el Instituto Biomédico de Investigación y Tecnología de Salud Global (BIGHEART) en NUS.

Robots blandos, y electrónica blanda en general, tienen como objetivo imitar los tejidos biológicos para hacerlos más compatibles mecánicamente con las interacciones hombre-máquina. Además de las aplicaciones convencionales de robots blandos, La tecnología impermeable de este novedoso material permite el diseño de robots anfibios y electrónica resistente al agua.

Una ventaja adicional de esta piel electrónica autorreparable es el potencial que tiene para reducir los residuos. Asst Prof Tee explicó, "Millones de toneladas de desechos electrónicos de teléfonos móviles rotos, tabletas, etc. se generan a nivel mundial cada año. Esperamos crear un futuro en el que los dispositivos electrónicos fabricados con materiales inteligentes puedan realizar funciones de autorreparación para reducir la cantidad de desechos electrónicos en el mundo ".

Asst Prof Tee y su equipo continuarán su investigación y esperan explorar más posibilidades de este material en el futuro. Él dijo, "En la actualidad, estamos haciendo uso de las propiedades integrales del material para fabricar dispositivos optoelectrónicos novedosos, que podría utilizarse en muchas nuevas interfaces de comunicación hombre-máquina ".