Imagínese tener la piel tan flexible que podría estirarla a más del doble de su longitud normal en cualquier dirección, repetidamente, pero siempre se volvería completamente libre de arrugas cuando la soltara. Ciertamente, nunca necesitaría Botox.

Esa envidiable elasticidad es una de varias características nuevas integradas en un nuevo sensor de presión transparente similar a una piel que es el último sensor desarrollado por Zhenan Bao de Stanford. profesor asociado de ingeniería química, en su búsqueda por crear una "super piel" artificial. El sensor utiliza una película transparente de nanotubos de carbono de pared simple que actúan como pequeños resortes. permitiendo que el sensor mida con precisión la fuerza sobre él, ya sea tirando como un caramelo o exprimido como una esponja.

"Este sensor puede registrar una presión que va desde un pellizco firme entre el pulgar y el índice hasta el doble de la presión ejercida por un elefante parado sobre un pie, "dijo Darren Lipomi, investigador postdoctoral en el laboratorio de Bao, que forma parte del equipo de investigación.

"Ninguno de ellos causa ninguna deformación permanente, " él dijo.

Lipomi y Michael Vosgueritchian, estudiante de posgrado en ingeniería química, y Benjamin Tee, estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica, son los autores principales de un artículo que describe el sensor publicado en línea el 23 de octubre por Nanotecnología de la naturaleza . Bao es coautor del artículo.

Los sensores podrían usarse para fabricar prótesis o robots sensibles al tacto, para diversas aplicaciones médicas, como vendajes sensibles a la presión o en pantallas táctiles en computadoras.

El elemento clave del nuevo sensor es la película transparente de nano resortes de carbono, "que se crea mediante la pulverización de nanotubos en una suspensión líquida sobre una fina capa de silicona, que luego se estira.

Cuando los nanotubos se apliquen con aerógrafo sobre la silicona, tienden a aterrizar en pequeños grupos orientados al azar. Cuando la silicona se estira, algunos de los "nano-haces" se alinean en la dirección del estiramiento.

Cuando se suelta la silicona, recupera sus dimensiones originales, pero los nanotubos se comban y forman pequeñas nanoestructuras que parecen resortes.

"Después de haber realizado este tipo de estiramiento previo a los nanotubos, se comportan como resortes y se pueden estirar una y otra vez, sin ningún cambio permanente de forma, "Dijo Bao.

Estirar la silicona recubierta de nanotubos por segunda vez, en la dirección perpendicular a la primera dirección, hace que algunos de los otros haces de nanotubos se alineen en la segunda dirección. Eso hace que el sensor sea completamente estirable en todas las direcciones, con rebote total después.

Adicionalmente, después del estiramiento inicial para producir los "nano resortes, "el estiramiento repetido por debajo de la longitud del estiramiento inicial no cambia la conductividad eléctrica de manera significativa, Dijo Bao. Mantener la misma conductividad tanto en la forma estirada como sin estirar es importante porque los sensores detectan y miden la fuerza que se les aplica a través de estas nanoestructuras en forma de resorte. que sirven como electrodos.

Los sensores constan de dos capas de silicona recubierta de nanotubos, orientado de modo que los revestimientos queden cara a cara, con una capa de un tipo de silicona que se deforma más fácilmente entre ellos.

La capa intermedia de silicona almacena carga eléctrica, muy parecido a una batería. Cuando se ejerce presión sobre el sensor, la capa intermedia de compresas de silicona, lo que altera la cantidad de carga eléctrica que puede almacenar. Ese cambio es detectado por las dos películas de nanotubos de carbono, que actúan como los terminales positivo y negativo de una batería típica de automóvil o linterna.

El cambio detectado por las películas de nanotubos es lo que permite que el sensor transmita lo que está "sintiendo".

Si el sensor se comprime o se extiende, las dos nanopelículas se acercan, lo que parece dificultar la detección del tipo de deformación que se está produciendo. Pero Lipomi dijo que debería ser posible detectar la diferencia por el patrón de presión.

Con compresión, esperaría ver una especie de patrón de diana, con la mayor deformación en el centro y disminuyendo la deformación a medida que se aleja del centro.

"Si el dispositivo se agarró con dos pinzas opuestas y se estiró, la mayor deformación sería a lo largo de la línea recta entre las dos pinzas, "Dijo Lipomi. La deformación disminuiría a medida que te alejaras de la línea.

El grupo de investigación de Bao creó previamente un sensor tan sensible a la presión que podía detectar presiones "muy por debajo de la presión ejercida por un cadáver de mosca azul de 20 miligramos" con el que los investigadores lo probaron. Este último sensor no es tan sensible, ella dijo, pero eso se debe a que los investigadores se centraron en hacerlo flexible y transparente.

"No dedicamos mucho tiempo a tratar de optimizar el aspecto de la sensibilidad en este sensor, "Dijo Bao.

"Pero el concepto anterior se puede aplicar aquí. Solo necesitamos hacer algunas modificaciones en la superficie del electrodo para que podamos tener la misma sensibilidad".