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Anna Maria Coclite, de la Universidad Tecnológica de Graz, en Austria, y su equipo han logrado producir un material híbrido 3 en 1 para la próxima generación de piel artificial inteligente.

Se trata de "Smartskin", un desarrollo que se acerca mucho a la piel humana: percibe presión, humedad y temperatura
simultáneamente y produce señales electrónicas.

Por lo anterior, ahora es altamente concebible la generación de robots más sensibles o prótesis más inteligentes.

Como se sabe, la piel es el órgano sensorial más grande y al mismo tiempo la capa protectora del ser humano, por lo que para Coclite lograr el desarrollo de un material con tales propiedades multisensoriales es una especie de santo grial en la tecnología de materiales inteligentes hechos por el hombre.

“En particular, la robótica y las prótesis inteligentes se beneficiarían de sensores mejor integrados y más precisos similares a la piel humana”, señaló.

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El equipo trabajó en el desarrollo de Smartskin durante casi seis años, como parte del proyecto ERC de Coclite "SmartCore", con 2,000 sensores individuales por milímetro cuadrado, este material híbrido es más sensible que las yemas de los dedos humanos.

Cada uno de estos sensores consta de una combinación única de materiales: un polímero inteligente en forma de hidrogel en el interior y una carcasa hecha de óxido de zinc piezoeléctrico.

“La capacidad del hidrogel para absorber agua le permite expandirse con los cambios de humedad y temperatura. Al hacerlo, ejerce presión sobre el óxido de zinc piezoeléctrico, que reacciona a esta y todas las demás cargas mecánicas con una señal eléctrica”, explicó Coclite.

Anna Maria Coclite, de la Universidad Tecnológica de Graz, con el desarrollo Smartskin

El resultado es un material delgado como una oblea que reacciona simultáneamente a la fuerza, la humedad y la temperatura con una resolución espacial extremadamente alta y emite las señales electrónicas correspondientes.

“Las primeras muestras de material tienen seis micrómetros de espesor, es decir, 0.006 milímetros. Pero podría ser aún más delgado”, señala, esto porque la epidermis humana tiene un grosor de 0.03 a 2 milímetros y percibe cosas de un tamaño de aproximadamente 1 mm².

El Smartskin tiene una resolución 1,000 veces menor que la epidermis y puede registrar objetos demasiado pequeños para la piel humana, como microorganismos.

Por lo tanto, las capas de sensores individuales son muy delgadas y, al mismo tiempo, están equipadas con elementos sensores que cubren toda el área, lo cual fue posible gracias a un proceso único en el mundo, para el cual los investigadores combinaron por primera vez tres métodos muy conocidos de la química física: deposición química de vapor para el material de hidrogel, deposición de capa atómica para el óxido de zinc y litografía de nanoimpresión para la plantilla de polímero.

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Ahora se están abriendo varios campos de aplicación para el material híbrido similar a la piel, como en el cuidado de la salud, por ejemplo, el material del sensor podría detectar microorganismos de forma independiente e informarlos en consecuencia. También son concebibles prótesis que den al usuario información sobre la temperatura o la humedad, o robots que puedan percibir su entorno con mayor sensibilidad.

Cabe destacar que las propiedades de la piel inteligente se están optimizando aún más, pues Anna Maria Coclite y su equipo quieren ampliar el rango de temperatura al que reacciona el material y mejorar la flexibilidad de esta piel artificial.

Puede consultarse el informe completo dando clic aquí.