miércoles, agosto 5, 2020

Israel inventa la piel electrónica artificial autocurativa

El nuevo polímero elástico e impermeable y puede curarse solo, al igual que la piel humana lo hace después de una lesión.

Un estudiante de doctorado en el Technion – Instituto de Tecnología de Israel en Haifa ha inventado un polímero blando que podría usarse como una «piel» de alta tecnología autocurativa.

El polímero de Muhammad Khatib es elástico e impermeable. Puede curarse a sí mismo si está rayado, cortado o torcido, o en caso de una interrupción de su conductividad eléctrica y capacidades de detección química.

Esta «piel electrónica» podría usarse en una variedad de aplicaciones en los campos de la robótica, prótesis y dispositivos portátiles.

Khatib, quien lleva a cabo su investigación en la Facultad de Ingeniería Química Wolfson de Technion bajo la guía del profesor Hossam Haick, presentó sus inventos innovadores en dos documentos en las revistas Advanced Materials y Advanced Functional Materials.

“El e-skin cuenta con una nueva capacidad de reparación automática que consiste en un mecanismo intrínseco para la autocuración eficiente de daños a pequeña escala, así como un mecanismo extrínseco para mapeo de daños y autocuración a gran escala a pedido daños en lugares designados», escribe Khatib.

«La plataforma electrónica sienta las bases para el desarrollo de una nueva subcategoría de dispositivos de autocuración en la que el diseño del circuito electrónico se utiliza para autocontrol, curación y restauración de la función adecuada del dispositivo».

Inspirados en la piel natural de los mamíferos, los científicos han hecho un gran esfuerzo para desarrollar materiales y dispositivos electrónicos artificiales con propiedades similares. Estos tipos de sistemas requieren materiales blandos cuyo funcionamiento no se vea dañado permanentemente por distorsiones o rasgaduras. Este es el problema que motivó a Khatib a inventar polímeros que puedan curarse a sí mismos, tal como lo hace la piel humana después de una lesión.

Las vías conductoras elásticas auto curables de Khatib se hicieron incrustando nanocables de plata o nanotubos de carbono en la superficie del polímero.

Autocuración incluso bajo el agua

El primer proyecto de Khatib, presentado en Advanced Functional Materials , describe la planificación, construcción e implementación de elastómero, polímero elástico y resistente, que es resistente al agua, fuerte y capaz de estirarse hasta el 1.100 por ciento de su longitud original sin romperse.

Puede curarse a sí mismo, incluso cuando está empapado en agua del grifo, agua de mar y agua con diferentes niveles de acidez. Si se produce daño mecánico al polímero cuando se sumerge en agua, sabe cómo curarse y evitar fugas eléctricas del dispositivo al agua.

El segundo proyecto, presentado en Advanced Materials , es una piel electrónica que contiene un sistema sensorial compuesto de materiales nanométricos que monitorean selectiva y simultáneamente variables ambientales como la presión, la temperatura y la acidez.

Inspirado por el proceso de curación de la piel humana, Khatib incluyó un innovador sistema autónomo de autocuración en la piel artificial. Este sistema consta de componentes similares a las neuronas que controlan el daño a las partes electrónicas del sistema y otros componentes que aceleran el proceso de autocuración en los lugares dañados.

Este mecanismo de autocuración permite a los sistemas electrónicos inteligentes autocontrolar sus actividades y reparar problemas funcionales causados ​​por daños mecánicos.

«La nueva plataforma sensorial es un sistema universal que muestra un funcionamiento estable tanto en ambientes secos como húmedos, y es capaz de contener tipos adicionales de sensores químicos y físicos (electrónicos)», explicó Khatib.

«Ambos proyectos que ahora se publicaron allanan el camino para nuevos caminos y nuevas estrategias en el desarrollo de plataformas de detección electrónicas inspiradas en la piel que se pueden integrar en dispositivos portátiles y máscaras electrónicas para robots avanzados y órganos artificiales».

Los socios de Khatib en la investigación son la directora de laboratorio Walaa Saliba; investigador Orr Zohar, quien trabajó en el desarrollo de los sensores y sus atributos; y el profesor Simcha Srebnik, quien trabajó en simulaciones moleculares que aclaran las capacidades del nuevo polímero.

La investigación se llevó a cabo con el apoyo de la Fundación Bill y Melinda Gates y una subvención del proyecto A-Patch, parte del programa Horizonte 2020 de la UE.

FuenteIsrael21c
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