El investigador Yigit Sozen sostiene un chip en un trozo de cuero. Omicrono
Tatuajes electrónicos 'made in Spain': así quiere el CSIC que la electrónica logre adaptarse como una segunda piel
Inspirados en las calcomanías, este equipo ha desarrollado una nueva técnica para fabricar sensores de temperatura que se pegan a la piel.
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El mundo todavía puede cubrirse con más tecnología, tu piel, tu ropa, las hojas de los árboles. No es un capricho, científicos de todo el mundo trabajan para adaptar los dispositivos electrónicos a cualquier superficie para darle toda clase de usos, desde vigilar los bosques y detectar incendios antes de que se propaguen hasta ser incontrolables, hasta controlar la salud de los pacientes de forma constante y menos invasiva.
"Si nos fijamos en una habitación, la tecnología sigue siendo un porcentaje muy bajo del espacio, solo con ordenadores y móviles", cuenta a EL ESPAÑOL-Omicrono Andrés Castellanos, catedrático de investigación en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y líder de este trabajo que forma parte de un proyecto para desarrollar nuevos métodos económicos para fabricar dispositivos adaptables.
Con estos tatuajes electrónicos, el equipo del CSIC ha demostrado un nuevo método de fabricación más económico y escalable que facilitaría la producción de dispositivos adaptables. El nuevo método acaba de publicarse en la revista ACS Nano.
Electrónica conformada
Para comprender este avance, es importante diferenciar entre la electrónica convencional, rígida, como un televisor u ordenador y sus siguientes fases. Después de la tecnología más clásica se ha empezado a popularizar la llamada electrónica flexible como pueden ser los nuevos móviles que se doblan.
“El siguiente gran paso es tan grande como el de rígido a flexible”, se trata del salto a la electrónica conformada. Este tipo no solo se puede doblar, se adapta a la superficie como si fuera una segunda piel. Cada vez es más frecuente ver esta clase de innovaciones, aunque aún se encuentra en una etapa muy inicial de su desarrollo, principalmente son prototipos de laboratorio esperando dar el salto al mundo real.
Calcomanía electrónica Omicrono
Son frecuentes los anuncios de nuevos parches o tiritas que ayudan a medir datos médicos como la glucosa o, incluso, capaces de administrar tratamientos. Acompañan al paciente en su día a día sin mayores molestias y pueden mandar información al médico para seguir el tratamiento sin mayores molestias.
También se busca un uso fuera de los hospitales, numerosos proyectos proponen el uso de esta tecnología para fusionarla con el mundo natural sin alterar los campos agrícolas o bosques, pero facilitando el cuidado las 24 horas del estado de las plantas. Así se puede saber si necesitan más agua o si se activa un peligro como un incendio que requiera de atención inmediata.
Incluso, detalla este investigador, esta tecnología "abre muchos campos que todavía no podemos ver". En investigación no siempre se trabaja con un objetivo claro hacia el uso final que se le va a dar al invento, solo se guían por el potencial que tiene la idea y el futuro se deja abierto.
Económico y escalable
La mayoría de las pruebas de electrónica conformable basada en materiales semiconductores 2D se limitan a métodos de fabricación de laboratorio a pequeña escala, explica el CSIC. Mientras que “el proceso que normalmente en los laboratorios se hace manualmente y hemos hecho un procedimiento que permite escalarlo a 2 pulgadas”, explica durante la entrevista Andrés Castellanos, que recalca que se trata aún de un demostrador de laboratorio.
Calcomanía electrónica Omicrono
Inspirados por los tatuajes de quita y pon clásicos que tanto gustan a los niños, el equipo de Castellanos ha superado las limitaciones actuales al combinar una tecnología propia de exfoliación mecánica de alto rendimiento ‘rollo a rollo’ de materiales de Van der Waals (materiales bidimensionales) con sustratos ultrafinos que se usan en la transferencia de tatuajes temporales y calcomanías al agua.
Dicho de otra forma, el proceso comienza con su estrategia de exfoliación en seco, una tecnología con dos cilindros enfrentados que ya han patentado. Una vez que obtienen películas de gran superficie compuestas por láminas semiconductoras 2D interconectadas con propiedades electrónicas, estas películas se integran en plataformas transferibles ultrafinas utilizando los mismos sustratos comerciales de las calcomanías.
Las técnicas existentes presentan desventajas importantes: por un lado, la exfoliación en fase líquida seguida de impresión deja un rastro de disolventes y presenta escasa conectividad entre las láminas, así como una uniformidad limitada en la película, “lo que a menudo compromete el rendimiento electrónico”. Por otro lado, las películas creadas mediante evaporación química (proceso llamado CVD, por sus siglas en inglés), requieren una infraestructura muy cara y utilizan procesos de transferencia muy complejos.
Por su parte, la exfoliación mecánica con cilindros proporciona películas secas e interconectadas que pueden integrarse fácilmente en plataformas ultrafinas y transferibles. “Llegamos a la conclusión de que realmente podíamos tomar prestado lo que ya se hace en la industria de las calcomanías y fabricar nuestro microdispositivo encima de ese sustrato. Y ahora lo transferimos igual que si fuese una calcomanía", resume este catedrático.
Estudio de desarrollo de calcomanías electrónicas Omicrono
Con esta técnica, han desarrollado sensores de temperatura y de luz, así como transistores que se pegan a la piel o superficies rugosas. En el laboratorio han utilizado cuero como sustituto de la piel humana o animal para hacer pruebas del resultado final.
"El siguiente gran paso es integrar todos estos dispositivos que fabricamos en un único microchip; no sensores individuales, no transistores individuales, sino un microchip que funcione y se adapte a cualquier superficie", concluye Andrés Castellanos asegurando que aún queda mucho trabajo de investigación por delante.
