Electrónica extensible: polímero conductor optimizado para biosensores portátiles
Un parche deformable que mide la frecuencia cardíaca o detecta biomarcadores en el sudor y es tan suave y flexible como la propia piel
Para fabricar láminas extensibles con sensores similares a los de la piel que permitan vigilar la salud se necesitan materiales con propiedades muy exigentes: Deben ser flexibles, biocompatibles y conductores de la electricidad al mismo tiempo. Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de investigación de polímeros está abordando esta compleja tarea. En un estudio reciente, los científicos presentan un enfoque innovador: Mediante un proceso de impresión por transferencia, el polímero conductor PEDOT:PSS se modifica con plastificantes que se difunden desde el sustrato a la película polimérica. De este modo se mejora notablemente tanto la conductividad eléctrica como la capacidad de estiramiento del material.
Un parche deformable que mida el ritmo cardíaco o detecte biomarcadores en el sudor y que sea tan suave y flexible como la propia piel: estas visiones exigen el desarrollo de nuevos materiales. Para hacer realidad ideas como éstas, así como la electrónica vestible y similar a la piel en general, se necesitan materiales que posean tanto una alta conductividad eléctrica como una elasticidad mecánica. Un equipo de científicos del Instituto Max Planck de Investigación de Polímeros dirigido por la Dra. Ulrike Kraft trabaja actualmente en este reto. Sin embargo, la elasticidad y la conductividad eléctrica suelen ser contradictorias, lo que complica el desarrollo de materiales adecuados, explica Ulrike Kraft, jefa del Grupo de Investigación en Bioelectrónica Orgánica.
En su estudio actual, los investigadores demuestran cómo pueden superarse estos objetivos contradictorios mediante la transferencia selectiva de plastificantes del sustrato a la película de polímero PEDOT:PSS. Su método aprovecha un proceso de impresión por transferencia que permite la transferencia rápida, fiable y directa de películas poliméricas conductoras a sustratos estirables y biodegradables. Como polímero conductor se utiliza el material PEDOT:PSS, especialmente prometedor, que combina transparencia, flexibilidad y biocompatibilidad. "Los plastificantes contenidos en los sustratos se difunden en el polímero conductor, mejorando así tanto el rendimiento eléctrico como las propiedades mecánicas", explica Carla Volkert, estudiante de doctorado y primera autora del estudio. Además, el método permite comprender mejor el comportamiento de los materiales electrónicos estirables. Combinando varios métodos analíticos -como la caracterización eléctrica, la obtención de imágenes microscópicas, la microscopía de fuerza atómica y la espectroscopía Raman-, los investigadores pudieron obtener nuevos conocimientos sobre los cambios morfológicos y electrónicos del PEDOT:PSS bajo tensión. Cabe destacar la alineación de las cadenas poliméricas, que se traduce en un aumento de la conductividad eléctrica bajo tensión mecánica. Nuestro método mejora simultáneamente la capacidad de estiramiento y la conductividad eléctrica del PEDOT:PSS, un paso importante hacia los biosensores en la piel", explica Ulrike Kraft, directora del Grupo de Investigación en Bioelectrónica Orgánica.
Por lo tanto, este trabajo no sólo representa una importante contribución a la comprensión fundamental de los materiales conductores blandos y estirables, sino que también abre nuevas perspectivas para el desarrollo de tecnologías innovadoras, desde electrodos flexibles para electrocardiogramas (ECG) hasta biosensores estirables en la piel que pueden detectar y controlar analitos como las hormonas del estrés en el sudor". El próximo objetivo será la aplicación de este nuevo enfoque a la fabricación y caracterización de biosensores estirables.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
