Sensores como la piel ayudan a avanzar en la piel iónica artificial

Un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto han desarrollado sensores superestirables, transparentes y autoalimentados que ayudarán a avanzar en la piel iónica artificial. El sensor puede registrar las complejas sensaciones de la piel humana, lo que era uno de los grandes obstáculos para desarrollar una piel artificial similar a la real.

La nueva tecnología se llama AISkin, y los investigadores creen que la nueva tecnología será importante en la electrónica wearable, la atención médica personal y la robótica.

El laboratorio del profesor Xinyu Liu está trabajando en las áreas de avance de la piel iónica y la robótica suave.

“Como es un hidrogel, es barato y biocompatible, puedes ponérselo en la piel sin efectos tóxicos. También es muy adhesivo y no se cae, así que hay muchas vías para este material”, según el profesor Liu.

La AISkin es adhesiva y consiste en dos hojas opuestamente cargadas de sustancias estirables. Esas sustancias se conocen como hidrogeles. Los investigadores superponen iones negativos y positivos para crear una “unión de sensación” en la superficie del gel.

La unión de sensación funciona cuando la AISkin se somete a tensión, humedad o cambios de temperatura, lo que causa movimientos controlados de iones a través de ella. Esos pueden medirse como señales eléctricas como voltaje o corriente.

“Si miras la piel humana, cómo sentimos el calor o la presión, nuestras células nerviosas transmiten información a través de iones, no es tan diferente de nuestra piel artificial”, dice Liu.

La AISkin es resistente y estirable.

Binbin Ying es un candidato de doctorado visitante de la Universidad McGill y lidera el proyecto en el laboratorio de Liu.

Según Ying, “Nuestra piel humana puede estirarse alrededor del 50 por ciento, pero nuestra AISkin puede estirarse hasta el 400 por ciento de su longitud sin romperse”.

Los investigadores publicaron sus hallazgos en Materials Horizons.

La nueva AISkin puede llevar al desarrollo de ciertas tecnologías como Fitbits con piel similar que pueden medir múltiples parámetros corporales. Otras tecnologías incluyen una touchpad adhesiva que puede pegarse a la superficie de la mano.

“Podría funcionar para atletas que buscan medir la intensidad de su entrenamiento, o podría ser una touchpad wearable para jugar juegos”, según Liu.

La tecnología también puede medir el progreso en la rehabilitación muscular.

“Si se pone este material en un guante de un paciente que se rehabilite la mano, por ejemplo, los trabajadores de la salud podrían monitorear los movimientos de flexión de los dedos”, dice Liu.

La tecnología también puede desempeñar un papel en el campo de la robótica suave, o robots flexibles hechos de polímeros. Uno de los usos podría ser con agarres de robótica suave que manejan objetos delicados en fábricas.

Los investigadores esperan que la AISkin se integre en robots suaves para medir datos, como la temperatura de los alimentos o la presión necesaria para manejar ciertos objetos.

El laboratorio ahora trabajará en avanzar la AISkin y disminuir el tamaño de los sensores. Se agregarán capacidades de biosensado al material, lo que permitirá medir biomoléculas en fluidos corporales.

“Si avanzamos más en esta investigación, esto podría ser algo que nos pongamos como una ‘vendaje inteligente'”, dice Liu. “La curación de heridas requiere respirabilidad, equilibrio de humedad, la piel iónica se siente como el próximo paso natural”.