domingo, 2 octubre 2022 14:26

La electrónica elástica para pacientes extremadamente delicados

La electrónica elástica, también conocida como electrónica “flexible” o circuitos elásticos, es una tecnología para construir circuitos electrónicos. Para ello se disponen los dispositivos electrónicos y los circuitos elásticos sobre sustratos flexibles o incrustándolos completamente en un material elástico tal como siliconas o poliuretanos. En el caso más simple, la electrónica elástica se puede hacer usando los mismos componentes usados ​​para las placas de circuito impreso rígidas. Una de las cosas que hay que cambiar es el sustrato y las interconexiones, que se hacen elásticas, en lugar de integradas o rígidas (placas de circuito impreso).

Generalmente, los polímeros se eligen como sustratos o material para incrustar. Cuando se depositan componentes rígidos sobre sustratos elásticos, las interconexiones se someterán a una alta deformación mecánica cada vez que el sustrato se flexione. Esto se debe a que, al doblar el sustrato, el radio más exterior de la curva se estirará de manera que la separación relativa de cada interconexión aumentará efectivamente en línea con la longitud creciente del sustrato.

La electrónica elástica se denomina a veces elastrónica una nueva clase emergente de la electrónica, que se espera que permita una serie de nuevas aplicaciones: Algunos ejemplos son: piel cibernética para dispositivos robóticos, impartiendo una red de sensores sobre una piel cibernética totalmente adaptable, elástica; electrónica implantable in vivo de tipo esponja; y dispositivos similares a la carne con sistemas nerviosos electrónicos incorporados. Nosotros trataremos a continuación la electrónica elástica en el campo clínico.

La electronica elastica

La electrónica elástica ahora se está probando en la clínica para supervisar la salud de pacientes particularmente frágiles-prematuros en cuidados intensivos neonatales. Tales bebés requieren un control constante de sus signos vitales. Hoy en día se hace mediante la colocación de sensores con cable en la piel, pero los cables obstruyen el movimiento, los sensores se pueden quitar y la cinta puede dañar la piel inmadura y frágil. El científico de materiales John Rogers de la Northwestern University, en Evanston, Illinois, espera reemplazar los sensores con cable con parches de sensibilidad flexibles inalámbricos.

Rogers llama a la tecnología «electrónica epidérmica«. Al igual que el tatuaje temporal de un niño, sería de unos cinco micrómetros de grosor, imperceptible cuando se aplica a la piel, biocompatible, y como estirable y flexible como la piel misma. Quiere usarlo para la detección clínica, incluyendo latidos cardíacos, niveles de oxígeno en sangre, hidratación y flujo sanguíneo cerca de la superficie.

La electrónica convencional basada en obleas es demasiado rígida, dijo el pasdo miércoles a la Conferencia sobre Láseres y Electro-Óptica en San José. Nanomembranas de silicio de solo unas decenas de nanómetros de espesor son más flexibles, y es posible hacer circuitos más funcionales que los habituales. Sin embargo, eso no es suficiente. «No se puede construir semiconductores lo suficientemente delgados como para poderlos estirar«, dijo.

la electronica elastica

En su lugar, Rogers pone pequeños dispositivos no extensibles sobre un sustrato elástico hecho de un material complementario. Así, los chips de semiconductores se convierten en diminutas islas en una película elástica. Las obleas onduladas elásticas de los filamentos finos del metal se encajan en la película, proporcionando conexiones eléctricas para llevar señales y energía. Los conductores incrustados enrollados en antenas de bucle recogen la energía inalámbrica de campos magnéticos y transmiten señales a una red externa.

Otros también están trabajando en sensores para piel también elásticos, y la marca de cosméticos Laroche-Posay está compilando una lista de espera para un medidor de exposición a rayos ultravioleta llamado «My UV Patch». Pero el parche UV se lee midiendo los cambios de color con una aplicación de smartphone. Los parches de monitorización neonatal de Rogers incorporan antenas para recoger energía y transmitir datos de forma inalámbrica. El rango es corto, pero adecuado para el uso en cuidados intensivos neonatales.

Las pruebas clínicas están en curso en la Escuela de Medicina de Feinberg de Northwestern. Rogers ha conseguido un hito prometedor. Cuando los investigadores unían sensores convencionales como controles, un niño seguía tirando de los cables, en cambio, el bebé ni siquiera nota el parche.


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