Transistores flexibles que se adaptan a la piel

Científicos de un equipo internacional han creado un material conductor que se adapta a la piel y que mantiene sus propiedades eléctricas incluso cuando se dobla o se estira hasta el doble de su longitud. El hallazgo facilitará la creación de nuevos dispositivos electrónicos vestibles y también podrá emplearse en aplicaciones médicas.

SINC | | 05 enero 2017 20:00

Material transistor completamente estirable / J. Xu et al. / Science

Los dispositivos vestibles o wearables se están convirtiendo en una tendencia con un gran potencial dentro de la electrónica de consumo. Ya es habitual ver relojes o pulseras inteligentes, pero todavía existen problemas de funcionalidad en otro tipo de gadgets debido su incapacidad de funcionar correctamente cuando tratan de adaptarse al movimiento de cuerpo humano.

El material mantiene su capacidad conductiva incluso cuando se dobla o estira al 100% de su longitud

Esta semana se publica en la revista Science un estudio de un grupo internacional de científicos, de EEUU, China, Corea del Sur, Canadá y Reino Unido, que muestra una tecnología de materiales semiconductores que logra mantener la conductividad eléctrica incluso cuando se estiran hasta el doble de su longitud normal.

Tradicionalmente se usan materiales basados en silicona para crear este tipo de dispositivos pero son demasiado rígidos y frágiles. Aunque existen formas de aumentar su flexibilidad manteniendo además las propiedades conductoras, el coste de fabricación aumenta demasiado como para que hasta ahora se hayan podido aplicar más allá de la creación de prototipos.

Los autores del trabajo han usado otra forma basada en polímeros con capacidades elásticas. Trabajando con polímeros semiconductores como el DPPT-TT dentro de un polímero gomoso, el SEBS, han creado transistores estirables. Los materiales no se mezclan pero, mediante el nanoconfinamiento, conviven y mantienen propiedades como la elasticidad y la conductividad eléctrica. El nuevo material se ha denominado Conphine.

“Para trabajar con materiales de silicona, se necesita una temperatura muy alta y vacío para procesarla. En nuestro caso, usamos capas de solución y las imprimimos, por lo que su coste de fabricación es menor”, explica a Sinc una de las autoras del estudio, Zhenan Bao, de la Universidad de Stanford (EE UU).

Los resultados del estudio y su posterior análisis muestran como este material experimenta cambios mínimos en su conductividad cuando lo estiran al 100% de su longitud o incluso al cubrir la superficie de un dedo y doblarse con su movimiento.

Los circuitos podrán emplearse en dispositivos electrónicos implantables en el cuerpo con fines médicos

No solo 'gadgets'

El uso de estos materiales, más baratos y flexibles, pueden ayudar a crear toda una nueva generación de dispositivos vestibles más allá de los relojes inteligentes y gadgets similares.

Sin embargo, los autores del estudio no apuntan exclusivamente a la electrónica de consumo como destino principal de estos materiales, también piensan en campos como la medicina. Bao nos da algunos ejemplos: “Nuestros circuitos podrán aplicarse para ayudar a mapear las corrientes eléctricas que generan tanto el cerebro como el corazón. También nos permitirán diseñar dispositivos electrónicos implantables en el cuerpo humano.”

Referencia bibliográfica:

J. Xu et al. “Highly stretchable polymer semiconductor films through the nanoconfinement effect”. Science, 2017 http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aah4496