Descubre todo sobre E-skin, la piel electrónica artificial del futuro

Un grupo de científicos ha desarrollado una piel electrónica de nueva generación que podría revolucionar completamente el modo en que estamos conectados con nuestro entorno y con nosotros mismos, pues en el futuro este tipo de pieles podrían detectar vibraciones imperceptibles para el ser humano e incluso podrían llegar a compartir y almacenar los datos registrados en la nube a través de Wi-Fi.

Para empezar la piel es el órgano más grande de todo el cuerpo, recubre casi la totalidad de tu organismo. Sus células, a excepción de las asombrosas células madre, son unas de las más versátiles de todo el cuerpo, pudiendo derivar en diversas estructuras con distintas funciones como las glándulas sudoríparas, las glándulas sebáceas, el pelo o las uñas. Esta, además, protege de cualquier factor ajeno al cuerpo, como bacterias, virus o agentes químicos y sustancias varias. Además, la piel también te protege del frío, del calor e incluso de la temida radiación ultravioleta. Pero eso no esto todo: la piel es quizá el órgano con mayor capacidad de regeneración de todo el cuerpo, capaz de volver a formarse al poco tiempo de sufrir un daño; aguanta golpes y rozaduras; y es resistente, impermeable, elástica y transpirable. Todo ello, por no hablar de como su enorme sensibilidad es capaz de hacer del contacto entre dos personas una de las sensaciones más placenteras del mundo. Y sin embargo, lo más fascinante es que todo esto lo hace siendo un órgano conformado por apenas unas pocas capas de células.

Por todas estas razones, científicos de todo el mundo llevan mucho tiempo tratando de encontrar un sustituto que pueda realizar satisfactoriamente las funciones de la piel. Ahora un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá, en Arabia Saudí, ha ido un paso más allá, desarrollando un material que imita la piel humana en cuanto a resistencia, elasticidad e incluso sensibilidad para recopilar datos biológicos en tiempo real. E-Skin que es como ha sido bautizado este nuevo material, está llamado, según sus creadores, a desempeñar un papel importante en las prótesis de próxima generación, la medicina personalizada, la robótica blanda e incluso la inteligencia artificial.

Mucho más que una piel

“La piel electrónica ideal imitará las muchas funciones naturales de la piel humana, como la detección de la temperatura y el tacto, de forma precisa y en tiempo real”, explica el profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá -KAIST-, Yichen Cai. “Sin embargo, fabricar dispositivos electrónicos adecuadamente flexibles que puedan realizar tareas tan delicadas y al mismo tiempo soportar los golpes y raspaduras de la vida cotidiana es un desafío, y cada material involucrado debe diseñarse cuidadosamente”, añade.

E-skin
Foto: KAUST

La mayoría de las pieles electrónicas se fabrican colocando un nanomaterial activo (el sensor) en una superficie elástica que se adhiere a la piel humana. Sin embargo, la conexión entre estas capas a menudo es demasiado débil, lo que reduce la durabilidad y sensibilidad del material. Alternativamente, si la conexión es demasiado fuerte la flexibilidad se vuelve limitada, por lo que lo más probable que se agriete y se rompa el circuito. “No obstante el panorama de la electrónica de la piel sigue cambiando a un ritmo espectacular”, continúa Cai. “La aparición reciente de sensores 2D ha acelerado los esfuerzos para integrar estos materiales mecánicamente fuertes y delgados atómicamente en pieles artificiales funcionales y duraderas”.

De este modo el equipo dirigido por Yichen Cai y su colega Jie Shen, del mismo centro de investigación, ha creado una piel electrónica duradera utilizando un hidrogel reforzado con nanopartículas de sílice como sustrato fuerte y elástico, y un carburo de titanio como capa de detección. Todo ello unido mediante nanocables altamente conductores.

“Prevemos un futuro para esta tecnología más allá de la biología”, apuntan los investigadores

“Los hidrogeles contienen más del 70% de agua, lo que los hace muy compatibles con los tejidos de la piel humana”, explica Shen. Al preestirar el hidrogel en todas direcciones, aplicar una capa de nanocables y luego controlar cuidadosamente su liberación, los investigadores crearon vías conductoras hacia la capa del sensor que permanecieron intactas incluso cuando el material se estiró 28 veces su tamaño original.

Emulando la piel humana

Su prototipo de piel electrónica podía detectar objetos a 20 centímetros de distancia, responder a estímulos en menos de una décima de segundo y, cuando se usó como sensor de presión, podía distinguir la escritura a mano sobre ella. Además. continuó funcionando bien después de 5.000 deformaciones, explican los investigadores, recuperándose en aproximadamente un cuarto de segundo tras cada una de ellas. “Es un logro sorprendente para una piel electrónica mantener la dureza después de un uso repetido, pero también que imita la elasticidad y la rápida recuperación de la piel humana“, comenta Shen.

Dichas pieles electrónicas podrían monitorear una gran variedad de información biológica, como cambios en la presión arterial que pueden detectarse desde vibraciones en las arterias, hasta movimientos de extremidades y articulaciones grandes. Estos datos se pueden compartir y almacenar en la nube a través de Wi-Fi. Más nuevas aplicaciones aparecen en el horizonte según afirma Cai. “Prevemos un futuro para esta tecnología más allá de la biología”, comenta el investigador, “pronto podría ser extensible incluso, para monitorear la salud estructural de objetos inanimados, como muebles y aviones”, concluye.

Fuente: National Geographic

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