Como el órgano más grande en el cuerpo humano, la piel juega un papel importante en nuestra interacción diaria con el medio ambiente. La piel no solo protege los tejidos y órganos internos, sino que también proporciona sensación de temperatura, presión, vibración y háptica. Ha sido de gran interés para la comunidad investigadora diseñar y fabricar máscaras electrónicas con funcionalidades y propiedades mecánicas comparables a las de la piel natural debido a su gran potencial en robótica, prótesis, cuidado de la salud e interfaz hombre-computadora. Se han obtenido diferentes capacidades de detección de e-skins integrando sensores táctiles/de presión, sensores de temperatura, sensores de tensión, sensores de humedad y sensores químicos. Para obtener un buen cumplimiento, se introdujeron principios de diseño desarrollados en electrónica flexible y elástica para crear e-skins flexibles y elásticos. Se adoptaron estructuras serpentinas y de malla para lograr una elasticidad y una suavidad muy altas comparables a las de la piel natural. Los chips listos para usar se integraron con éxito con redes extensibles para realizar e-skins multifuncionales de alto rendimiento con adquisición, filtrado, amplificación y capacidades de comunicación. Se usaron materiales avanzados, como silicio monocristalino, semiconductores orgánicos, nanopartículas, nanoalambres, nanotubos y grafeno, para obtener un rendimiento de detección superior de las e-skins. Inspirados por la capacidad de curación de heridas de la piel natural, también se han desarrollado pieles electrónicas que se pueden volver a aplicar.

La piel electrónica se puede volver a cicatrizar cuando está dañada y se puede reciclar completamente a temperatura ambiente, lo que rara vez se ha demostrado, si es que se ha demostrado para la piel electrónica.

Después de volver a curar o reciclar, el e-skin recupera propiedades mecánicas y eléctricas comparables con el e-skin original. En adición, la maleabilidad permite que el e-skin se adhiera permanentemente a superficies curvas complejas sin introducir tensiones interfaciales excesivas. Estas propiedades del e-skin producen una tecnología económica y ecológica que puede encontrar amplias aplicaciones en robótica, prótesis, cuidado de la salud e interfaz hombre-computadora.

 

 Piel

 

Este e-skin se basa en un termoendurecimiento covalente dinámico recientemente desarrollado (poliimina) dopado con nanopartículas de plata (AgNP). En comparación con otros dispositivos y dispositivos electrónicos que se pueden volver a calentar, nuestro e-skin no solo se puede volver a curar, sino que también se puede reciclar y reprocesar completamente gracias al intercambio reversible de enlaces mediante la formación simultánea de enlaces y reacciones de ruptura bajo ciertos estímulos externos. La reciclabilidad de nuestro e-skin puede reducir en gran medida los desechos electrónicos y el impacto ambiental, y también puede reducir los costos de fabricación. La maleabilidad hace que nuestro e-skin tenga la capacidad de cambiar a diferentes configuraciones mientras se mantiene un estado libre de estrés en la red de polímeros. Esta capacidad podría evitar la introducción de tensiones interfaciales excesivas cuando el e-skin está integrado con superficies complejas e irregulares. Además, la matriz termoestable unida covalentemente utilizada en este trabajo garantiza una mejor resistencia mecánica y estabilidad química de la piel electrónica en condiciones de servicio que la de otros enfoques. Estas propiedades son distintas de los materiales termoestables convencionales que no pueden reprocesarse, reconfigurarse y reciclarse debido a sus redes poliméricas altamente reticuladas conectadas con enlaces covalentes irreversibles. Las características destacadas del e-skin representan una tecnología económica y ecológica que puede encontrar amplias aplicaciones en robótica, prótesis, monitoreo de la salud y dispositivos biomédicos.

 La regeneración de la piel electrónica requiere un calentamiento y una presión muy moderados, y el reciclado solo implica el proceso de solución a temperatura ambiente, que rara vez se ha informado para otros sistemas de e-skin. Ambos procesos son muy ecológicos y económicos. La introducción de estos polímeros covalentes dinámicos en un estudio sobre e-skin autocurable puede aportar tanto ventajas de los termoestables convencionales (por ejemplo, alta estabilidad química / térmica y buena propiedad mecánica) como polímeros supramoleculares (por ejemplo, autorrecuperación) en el desarrollo de la última generación de e-skins y tecnología portátil, con maleabilidad, autoelaborabilidad y reciclabilidad. Dicha tecnología tiene el potencial de reducir en gran medida los desechos electrónicos que han causado una gran contaminación al medio ambiente. Además, e-skin es robusto pero flexible y maleable, por lo que puede encontrar aplicaciones en robótica, prótesis y dispositivos biomédicos. Es de destacar que la fórmula de poliimina utilizada en este trabajo tiene una capacidad de estiramiento relativamente baja y alta resistencia.

La razón de utilizar la misma poliimina que el material de soporte fue para lograr la capacidad de recuperación, reciclado completo y maleabilidad de toda la piel electrónica, incluidos los dispositivos de detección y el sustrato de soporte. Sin embargo, el método de fabricación puede modificarse ligeramente para integrar los dispositivos conductivos basados en poliimina con sustratos blandos como Ecoflex para lograr una gran capacidad de estiramiento y un bajo módulo efectivo. 

 

 

Fuente / Leer más:

http://advances.sciencemag.org/content/4/2/eaaq0508.full