Científicos del Instituto Tecnológico Technion-Israel de Haifa han fabricado un material electrónico elástico y han creado un sensor portátil capaz de identificar con precisión los movimientos de flexión y torsión. Se trata básicamente de una piel electrónica capaz de reconocer el rango de movimiento que realizan normalmente las articulaciones humanas, con hasta medio grado de precisión.
Este avance es el resultado de la colaboración entre investigadores de distintos campos en el Laboratorio de Dispositivos Basados en Nanomateriales, dirigido por el profesor Hossam Haick, de la Facultad de Ingeniería Química Wolfson. Se ha publicado recientemente en Advanced Materials y ha aparecido en la portada de la revista.
El laboratorio de Haick se centra en los dispositivos portátiles para diversos usos. En la actualidad, los sensores de movimiento portátiles existentes pueden reconocer el movimiento de flexión, pero no el de torsión.
Por otra parte, los sensores de torsión existentes son grandes y engorrosos. Este problema fue superado por el candidato al doctorado Yehu David Horev y el becario postdoctoral Arnab Maity. Horev encontró una forma de formar un material compuesto que fuera a la vez conductor (y, por tanto, utilizable como sensor) y flexible, estirable, transpirable y biocompatible que no cambiara sus propiedades eléctricas al estirarse.
A continuación, Maity resolvió las matemáticas del análisis de la señal recibida, creando un algoritmo capaz de mapear el movimiento de flexión y torsión: la naturaleza del movimiento, su velocidad y su ángulo. El novedoso sensor es transpirable, duradero y ligero, lo que permite llevarlo en el cuerpo humano durante periodos prolongados.
“Este sensor tiene muchas aplicaciones posibles”, afirma Haick. “Puede utilizarse en el diagnóstico precoz de enfermedades, alertando de alteraciones de la respiración y de trastornos del sistema motor, como la enfermedad de Parkinson. Puede utilizarse para ayudar a la recuperación motora de los pacientes e integrarse en prótesis. En robótica, la información que proporciona es crucial para un movimiento preciso. En los usos industriales, estos sensores son necesarios para la monitorización de los sistemas, lo que los sitúa en el centro de la cuarta revolución industrial”.
Yehu añadió que “los polímeros conductores de la electricidad suelen ser bastante frágiles. Para solucionarlo, hemos creado un material compuesto que es un poco como un tejido: Los ‘hilos’ individuales del polímero no pueden soportar la tensión del material, pero su movimiento mutuo permite estirarlo sin que se rompa. No es muy diferente de lo que da elasticidad a las camisetas. Esto permite al polímero conductor soportar condiciones mecánicas extremas sin perder sus propiedades eléctricas”.
Lo que hace más importante este logro es que los materiales que el grupo utilizó son muy baratos, lo que da lugar a un sensor económico.
“Si fabricamos un dispositivo que es muy caro, solo un pequeño número de instituciones del mundo occidental puede permitirse utilizarlo. Queremos que los avances tecnológicos que consigamos beneficien a todo el mundo, independientemente de su situación geográfica y socioeconómica”, afirma Haick.
Fiel a su palabra, entre los demás proyectos del laboratorio se encuentra un parche adhesivo para el diagnóstico de la tuberculosis, muy necesario en los países en desarrollo.
