El MIT crea una piel electrónica capaz de registrar las pulsaciones y el sudor

Ingenieros del MIT han conseguido diseñar una piel electrónica que funciona sin chips convencionales ni baterías. El nuevo dispositivo tiene un aspecto que puede recordar al de una tirita o un esparadrapo, y gracias las propiedades piezoeléctricas de la capa de nitruro de galio que emplea, es capaz de transmitir de forma inalámbrica señales relacionadas con el pulso, el sudor y otras señales biológicas de los humanos.

Profundizando en los detalles de esta piel electrónica, se trata de un sensor implementado en una película semiconductora flexible que se adapta a la piel como si fuera una cinta adhesiva. El corazón del sensor es una película ultrafina de nitruro de galio de alta calidad, un material que es conocido por sus propiedades piezoeléctricas, lo que le permite producir una señal eléctrica en respuesta a la tensión mecánica y vibrar mecánicamente en respuesta a un impulso eléctrico. Los investigadores emplearon nitruro de galio debido a que descubrieron que sus propiedades piezoeléctricas bidireccionales abren la puerta a la detección y la comunicación inalámbrica de forma simultánea.

El equipo de investigadores logró producir muestras monocristalinas puras de nitruro de galio, las cuales fueron combinadas con una capa conductores de oro para aumentar cualquier señal eléctrica entrante o saliente. Además, demostraron que el dispositivo es lo suficientemente sensible como para vibrar en respuesta a cosas como los latidos del corazón y el sudor. Dichas vibraciones del material generan una señal que puede ser leída por un receptor cercano, realizando el proceso sin necesidad de usar chips convencionales ni una batería en la piel electrónica.

Durante las pruebas, a diversos voluntarios se les colocó piel electrónica en muñecas y el cuello y se usó una antena simple a corta distancia para registrar mediante conexión inalámbrica la frecuencia del dispositivo, que fue capaz de detectar y transmitir los cambios en las ondas acústicas superficiales del nitruro de galio de manera que coincidían con la frecuencia cardíaca.

Con el propósito de ir más allá, se combinó el dispositivo con una membrana delgada de detección de iones, un material que atrae selectivamente un ion objetivo, el sodio en el caso del estudio que nos ocupa. Gracias a esa mejora, la piel electrónica pudo detectar y transmitir los niveles cambiantes de sodio cuando el voluntario sostenía una almohadilla térmica y comenzaba a sudar.

Jun Min Suh, coautor del estudio que ha permitido la creación de la piel electrónica, ha dicho que mostraron el sodio a modo de prueba, por lo que, si se “cambia la membrana de detección, podría detectar cualquier biomarcador objetivo, como la glucosa o el cortisol relacionado con los niveles de estrés. Es una plataforma muy versátil”.

Por su parte, Jeehwan Kim, autor del estudio, ha recalcado que “los chips requieren de mucha energía, pero nuestro dispositivo podría hacer que un sistema sea muy liviano sin tener chips que consuman mucha energía. Puede colocarlo en su cuerpo como un vendaje y, junto con un lector inalámbrico en su teléfono celular, puede monitorear de forma inalámbrica su pulso, sudor y otras señales biológicas”.

Aunque no todo el mundo los usa, los wearables son un mercado que no ha parado de crecer, así que ya no es extraño ver a personas con smartwatches capaces de ofrecer información de algunas señales biológicas. La piel electrónica desarrollada por ingenieros del MIT va un paso más allá al prescindir de componentes complejos que requieren de mucha energía y por ende de una batería para funcionar.