Esta visualización muestra capas de grafeno utilizadas para membranas. Crédito:Universidad de Manchester
La habilidad de algunos animales, incluidos los camaleones, pulpo, y calamares, para cambiar su color de piel por camuflaje, control de temperatura, o la comunicación es bien conocida.
Si bien la ciencia ha podido replicar estas habilidades con piel artificial, los cambios de color a menudo solo son visibles a simple vista cuando el material se somete a una gran tensión mecánica.
Ahora, sin embargo, investigadores en China han desarrollado un nuevo tipo de máscara electrónica interactiva con el usuario, con un cambio de color perceptible para el ojo humano, y se consigue con un nivel de tensión muy reducido. Sus resultados podrían tener aplicaciones en robótica, prótesis y tecnología vestible.
Publicado hoy en la revista Materiales 2D , el estudio de la Universidad de Tsinghua en Beijing, empleó electrónica flexible hecha de grafeno, en forma de un sensor de deformación resistivo de alta sensibilidad, combinado con un dispositivo electrocrómico orgánico extensible.
El autor principal, el Dr. Tingting Yang, de la Universidad de Tsinghua, dijo:"Exploramos el efecto del sustrato (subyacente) en el comportamiento electromecánico del grafeno. Para obtener un buen rendimiento con un proceso simple y un costo reducido, Diseñamos una estructura de gradiente de módulo para usar grafeno como elemento sensor de tensión altamente sensible y como electrodo extensible insensible de la capa ECD.
(a) Estructura del dispositivo del e-skin desde la vista lateral, El panel izquierdo muestra la imagen óptica del PDMS de gradiente de módulo. (b) Modelo 3D del e-skin. (c) Esquema del trazado del circuito. Crédito: Materiales 2D (2017). DOI:10.1088 / 2053-1583 / aa78cc
"Descubrimos que una tensión sutil, entre el cero y el 10 por ciento, era suficiente para provocar un cambio de color obvio, y el valor RGB del color cuantificó la magnitud de la deformación aplicada ".
El autor principal, el profesor Hongwei Zhu, dijo:"El grafeno, con su alta transparencia, transporte rápido del transportista, flexibilidad y gran superficie específica, muestra el potencial de aplicación para la electrónica flexible, incluyendo electrodos extensibles, supercondensador, sensores, y dispositivos ópticos.
"Sin embargo, Nuestros resultados también muestran que la propiedad mecánica del sustrato fue muy relevante para el desempeño de los materiales sensores de deformación. Esto es algo que anteriormente se ha pasado por alto de alguna manera, pero eso creemos debería ser considerado de cerca en futuros estudios del comportamiento electromecánico de ciertos materiales funcionales ”.
El Dr. Yang dijo:"Es importante tener en cuenta que la capacidad que encontramos para cambios de color interactivos con un rango de tensión tan pequeño rara vez se ha informado antes. Esta piel electrónica interactiva con el usuario debería ser prometedora para aplicaciones en dispositivos portátiles, robots y prótesis en el futuro ".
