CSIC
Investigadores del CSIC desarrollan sensores de piel basados en calcomanías temporales
El CSIC está desarrollando un revolucionario método que fabrica dispositivos adaptables a cualquier tejido biológico gracias a la tecnología de las calcomanías o tatuajes temporales y se podrán utilizar para monitorizar la salud.
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Estos dispositivos se desarrollan en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) por un equipo del CSIC. Según el líder del proyecto en España e investigador del CSIC, Andrés Castellanos-Gómez, la fabricación de estos aparatos es un reto complejo. Otro de los investigadores, Yigit Sozen, cree que este tipo de mecanismo 2D puede llegar a ser prometedor por su delgadez y flexibilidad, pero convertir las láminas atómicas que contiene, en dispositivos reales, que se doblen y duren en el cuerpo humano, implica muchos más factores a tener en cuenta, como la protección o la fabricación, que, hoy en día sigue siendo un desafío técnico.
Ambos investigadores afirman que las pruebas electrónicas realizadas hasta ahora se limitan a métodos de fabricación de laboratorio a pequeña escala y que, uno de los obstáculos a los que se han enfrentado, ha sido, precisamente, a la falta de estrategias de fabricación.
En este sentido, Castellanos-Gómez, apunta que los papeles de transferencia para las calcomanías son atractivos para la electrónica porque permiten la transferencia de películas ultrafinas sobre superficies como la piel, el vidrio o los plásticos, que son curvas y rugosas.
Empleando esta tecnología, el equipo de investigadores, está superando las limitaciones existentes, combinando una tecnología propia de exfoliación mecánica de alto rendimiento "rollo a rollo" de materiales van der Waals, con sustratos ultrafinos, para la transferencia de calcomanías. Dicho de otra manera, producen nanoláminas de material van der Waals de manera económica y eficiente.
La rutina de trabajo comienza con una exfoliación en seco de nanoláminas 2D, esto es, un método para separar materiales laminares, como el grafeno, en capas ultrafinas sin utilizar disolventes. Dicha técnica también emplea el uso de rodillos o cilindros rotatorios.
Una vez obtenidas las películas compuestas por láminas semiconductoras 2D, estas se integran en plataformas ultrafinas utilizando las mismas sustancias comerciales que contienen las calcomanías. Todo esto permite la fabricación de fotodetectores adecuados, con termorresistencia y transistores que puedan transferirse directamente a superficies como la piel, el cuero y las plantas.
¿Por qué se utiliza la exfoliación mecánica?
En el proyecto, el equipo está demostrando que la combinación de la exfoliación química de alto rendimiento con papel comercial usado en calcomanías es una ruta de bajo coste.
El líder de la investigación trabaja con estos materiales en dos dimensiones ya que las técnicas existentes actualmente presentes grandes desventajas que comprometen el rendimiento electrónico. Por otro lado, las películas creadas mediante evaporación química, que son películas delgadas, requieren una infraestructura cara y de procesos complejos. Sin embargo, la exfoliación mecánica con cilindros proporciona películas secas que se integran fácilmente en plataformas ultrafinas y transferibles.
Según Castellanos-Gómez, al aprovechar estos materiales y la tecnología sencilla de las calcomanías, el equipo fabrica dispositivos que funcionen de manera fiable en superficies flexibles. Estos dispositivos, basados en calcomanías, requieren de alto compromiso y responsabilidad, elevados coeficientes de resistencia, entre otros muchos factores.
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