Sensores de nanoalambre para control cardiaco y cerebral

Unos artículos electrónicos flexibles que se pueden doblar para acomodar casi cualquier forma son la base de biosensores ultrasensibles que se pueden unir a órganos, como el corazón y el cerebro, pantallas flexibles de computadora y artículos electrónicos que se usan como ropa.

Desarrollado por investigadores de la Universidad de Stanford (CA, EUA), los electrónicos con nanoalambre están incluidos en una capa de polímero 15 veces más delgada que la envoltura plástica para aislar y apoyar la electrónica mecánicamente. La tecnología se basa en un método simple, versátil de impresión (WTP), de agua en escala muy delgada. Posteriormente los sensores pueden ser añadidos a virtualmente cualquier superficie y pueden ser liberados repetidamente sin daño; entre los materiales ensayados estuvieron el papel, los textiles, los plásticos, el vidrio, el papel de aluminio y los guantes de látex, polidimetilsiloxano (PDMS), y sustratos de papel de aluminio y polímeros ultradelgados.


El método WTP se basa en el fenómeno del agua penetrando una interface entre el níquel (Ni) y el dióxido de silicio (SiO2). El rendimiento de la transferencia es casi del 100% y los dispositivos transferidos, incluyendo resistores NW, diodos y transistores de efecto de campo mantienen su geometría original y propiedades electrónicas con alta fidelidad. Algunas de las aplicaciones principales del proceso, están en la investigación biológica; los dispositivos de nanoalambre podrían ser añadidos directamente al corazón o cerebro para medir las señales eléctricas de estos tejidos. El estudio describiendo el proceso WTP y las aplicaciones potenciales fue publicado, temprano el 22 de junio de 2011 en la revista Nano Letters.

“Lo que realmente hace que el dispositivo sea tan flexible, lo que permite que los dispositivos se doblen con el sustrato flexible, es la longitud corta de los nanoalambres usados para fabricar los circuitos”, dijo el autor principal, el Profesor Xiaolin Zheng, PhD, del departamento de ingeniería mecánica. “La longitud de los nanoalambres es apenas de un par de milésimas de milímetro de largo. En comparación con la curvatura de los objetos a los que los estamos uniendo, esto es muy corto, por lo que hay muy poca tensión en los nanoalambres”.

“Los investigadores pudieron medir arritmias cardiacas o la forma como las neuronas disparan. Estas señales son eléctricas, pero para medirlas se necesita un recubrimiento muy fino, que tome las formas fácilmente, y que permita que las señales se propaguen a través del sustrato”, añadió, el Profesor Zheng. “El proceso de transferencia también podría ser usado para desarrollar celdas solares flexibles de alta-eficiencia, y también podría tener usos en robótica. Las posibilidades son realmente ilimitadas”.

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Stanford University