Piel electrónica inalámbrica y sin baterías ni chips
Los sensores vestibles son cada vez más comunes gracias a la tecnología inalámbrica que permite transmitir sin problemas las concentraciones de glucosa, la presión arterial, la frecuencia cardíaca y los niveles de actividad física de una persona desde el sensor hasta un smartphone para su posterior análisis.
La nueva piel electrónica, adherida sobre una zona de la piel del usuario, capta señales biológicas de la persona y las transmite inalámbricamente, sin necesidad de dotar a la piel electrónica de chips ni de baterías o similares. / Gentileza del equipo de investigación. CC BY-NC-ND 3.0
La mayoría de los sensores inalámbricos actuales se comunican a través de chips Bluetooth integrados que se alimentan a su vez de pequeñas baterías. Pero estos chips y fuentes de alimentación convencionales serán probablemente demasiado voluminosos para los sensores de próxima generación, que están adoptando formas más pequeñas, delgadas y flexibles.
Ahora, unos ingenieros han diseñado y fabricado un dispositivo, en forma de capa adicional de piel, colocable sobre una zona de la piel humana, que realiza mediciones y recolecta información sobre el pulso, la sudoración y la exposición a los rayos ultravioleta. A diferencia de otras pieles electrónicas, la nueva no requiere incorporar baterías ni siquiera chips. Tampoco necesita estar conectada mediante cables a otros dispositivos. Transmite los datos inalámbricamente.
El logro es obra del equipo de Jeehwan Kim, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos.
La nueva piel electrónica es una película flexible y semiconductora con funciones de sensor. El núcleo es una película ultrafina de alta calidad de nitruro de galio, un material conocido por sus propiedades piezoeléctricas, es decir, que puede producir una señal eléctrica en respuesta a una tensión mecánica y vibrar mecánicamente en respuesta a un impulso eléctrico.
Los investigadores descubrieron que podían aprovechar las propiedades piezoeléctricas bidireccionales del nitruro de galio y utilizar el material simultáneamente para la detección y para la comunicación inalámbrica.
En su nuevo estudio, Kim y sus colegas produjeron muestras puras y monocristalinas de nitruro de galio, que acoplaron a una capa conductora de oro para potenciar cualquier señal eléctrica entrante o saliente. Y han demostrado que el dispositivo es lo bastante sensible como para vibrar en respuesta a los latidos del corazón de una persona, así como a la sal de su sudor, y que las vibraciones del material generan una señal eléctrica que puede ser leída por un receptor cercano. De este modo, el dispositivo es capaz de transmitir la información de detección de forma inalámbrica, sin necesidad de un chip ni de una batería o similar.
Teniendo en cuenta lo pequeños que son, los chips requieren mucha energía para funcionar. Por tanto, una piel electrónica como la creada por Kim y sus colegas cuenta con la gran ventaja de requerir menos energía. Y además, la que necesita la obtiene sin tener que usar baterías ni condensadores.
La nueva piel electrónica se coloca en una zona de la piel real de la persona como una tirita o parche. Basta un lector inalámbrico en el teléfono móvil del usuario para que este pueda ver en cualquier momento cuál es su pulso, cuánto suda, y otras señales biológicas.
