Las piezas electrónicas flexibles podrían mejorar significativamente los implantes médicos. Sin embargo, Los átomos de oro electroconductores no se unen fácilmente a las siliconas. Investigadores de la Universidad de Basilea ahora han modificado las siliconas de cadena corta para construir enlaces fuertes con los átomos de oro. Los resultados se han publicado en la revista Materiales electrónicos avanzados .

Los electrodos ultrafinos y compatibles son esenciales para las piezas electrónicas flexibles. En implantes médicos, el desafío radica en la selección de los materiales, que tienen que ser biocompatibles. Las siliconas fueron particularmente prometedoras para su aplicación en el cuerpo humano porque se asemejan al tejido humano circundante en elasticidad y resistencia. El oro también presenta una excelente conductividad eléctrica, pero solo se une débilmente a la silicona. lo que resulta en estructuras inestables.

Un equipo de investigación interdisciplinario del Centro de Ciencias de Biomateriales y el Departamento de Química de la Universidad de Basilea ha desarrollado un procedimiento que permite unir átomos de oro individuales a los extremos de las cadenas de polímeros. Este procedimiento permite formar películas de oro bidimensionales estables y homogéneas sobre membranas de silicona. Por lo tanto, por primera vez, Se pueden construir capas conductoras ultrafinas sobre caucho de silicona.

El enfoque implica la evaporación térmica de moléculas orgánicas y átomos de oro en condiciones de alto vacío, dando como resultado capas ultrafinas. En segundo lugar, su formación desde islas individuales hasta una película confluente se puede controlar con precisión atómica por medio de elipsometría. Usando máscaras, las estructuras tipo sándwich resultantes pueden convertir la energía eléctrica en un trabajo mecánico similar al de los músculos humanos.

Caucho de silicona energizado

En el futuro, Estos músculos artificiales dieléctricos podrían servir como sensores de presión e incluso usarse para recolectar energía eléctrica del movimiento corporal. Para este propósito, las membranas de silicona están intercaladas entre electrodos. La silicona relativamente blanda se deforma según el voltaje aplicado.

Las membranas de silicona producidas en el estudio tenían varios micrómetros de espesor y requerían altos voltajes para alcanzar la deformación deseada. Estas nuevas membranas de silicona delgadas en nanómetros con electrodos de oro ultrafinos permiten el funcionamiento a través de baterías convencionales. Para desarrollar un producto viable, los costos tendrían que reducirse drásticamente. Sin embargo, Dr. Tino Töpper, primer autor del estudio, es optimista:"El control experimental perfecto durante el proceso de fabricación de las estructuras en sándwich de un grosor nanométrico es una base sólida para la estabilidad a largo plazo, un requisito previo clave para las aplicaciones médicas".