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Tatuajes electrónicos adhesivos
Los investigadores han creado dispositivos electrónicos ultrafinos y elásticos que se adhieren a la piel como un tatuaje temporal y pueden medir la actividad eléctrica del cuerpo. Estos tatuajes electrónicos podrían permitir a los médicos diagnosticar y monitorear afecciones como arritmias cardíacas o trastornos del sueño de manera no invasiva.
Pellízcame: Estos microelectrónicos pueden arrugarse, doblarse y torcerse junto con la piel, incluso cuando se pellizca, sin romperse ni aflojarse.
John A. Rogers, profesor de ciencia de los materiales en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, ha desarrollado un prototipo que puede replicar las capacidades de monitoreo de electrocardiogramas voluminosos y otros dispositivos médicos que normalmente están restringidos a un entorno clínico o de laboratorio. Este trabajo fue presentado hoy en Ciencias .
Para lograr una electrónica flexible y estirable, Rogers empleó un principio que ya había usado para lograr flexibilidad en los sustratos. Hizo los componentes, todos compuestos de materiales tradicionales de alto rendimiento como el silicio, no solo increíblemente delgados, sino también estructurados en una forma serpenteante que les permite deformarse sin romperse. El resultado, dice Rogers, es que todo el sistema adopta este tipo de diseño de telaraña.
En el pasado, dice Rogers, pudo crear dispositivos que eran flexibles pero no estirables, o estirables pero no flexibles. En particular, su trabajo anterior estaba limitado por el hecho de que las partes electrónicas de sus diseños no podían flexionarse ni estirarse tanto como el sustrato en el que estaban montados.
El tatuaje electrónico logra las propiedades mecánicas de la piel, que puede resistir torsiones, pinchazos y tirones sin romperse. El tatuaje de Rogers también puede adaptarse a la topografía de la piel, así como estirarse y moverse con ella. Se puede usar durante períodos prolongados sin producir la irritación que a menudo resulta de las cintas adhesivas y la electrónica rígida. Aunque las pruebas preliminares de Rogers involucraron un sustrato hecho a medida, también demostró que la electrónica se podía montar en un tatuaje temporal disponible comercialmente.
El prototipo estaba equipado con electrodos para medir las señales eléctricas producidas por la actividad muscular y cerebral. Esto podría resultar útil para el diagnóstico no invasivo de la apnea del sueño o el seguimiento de la actividad cardíaca de los bebés prematuros. También podría ser posible, dice Rogers, usar los tatuajes para estimular los músculos de los pacientes de rehabilitación física, aunque este uso no se demostró en el documento.
Para demostrar el potencial del dispositivo como interfaz humano-computadora, Rogers montó uno de los tatuajes en la garganta de una persona y usó medidas de la actividad eléctrica en los músculos de la garganta para controlar un juego de computadora. La señal del dispositivo contenía suficiente información para que el software distinguiera entre las palabras habladas izquierda, derecha, arriba y abajo para controlar un cursor en la pantalla.
El dispositivo incluía sensores de temperatura, tensión y señales eléctricas del cuerpo. También albergaba LED para proporcionar retroalimentación visual; fotodetectores para medir la exposición a la luz; y diminutos transmisores y receptores de radio. El dispositivo es lo suficientemente pequeño como para requerir solo cantidades minúsculas de energía, que puede recolectar a través de pequeñas células solares y a través de una bobina inalámbrica que recibe energía de un transmisor cercano. Rogers espera incorporar algún tipo de capacidad de almacenamiento de energía, como una pequeña batería, en un futuro próximo. Los investigadores también están trabajando para hacer que el dispositivo sea inalámbrico. .
En última instancia, dice Rogers, queremos tener una integración mucho más íntima con el cuerpo, más allá de simplemente montar algo muy cerca de la piel. Espera que sus dispositivos eventualmente puedan usar información química de la piel además de información eléctrica.