Acad茅micos presentan fibras electr贸nicas 3D “invisibles”

Sensores ligeros podr铆an ser integrados en dispositivos dise帽ados para monitorear el entorno, habilitando nuevos m茅todos de recopilaci贸n de informaci贸n.

Diario TI | 5 de octubre, 2020 – Los dispositivos capaces de percibir olores, sonido y tacto pueden estar un paso m谩s cerca de la realidad gracias a la llegada de las fibras electr贸nicas impresas en 3D. Las fibras, creadas por investigadores de la Universidad de Cambridge, son 100 veces m谩s finas que un cabello humano, lo que les permite percibir el aliento, los sonidos y las c茅lulas que los sensores convencionales no pueden detectar.

Los sensores, cuyo coste de producci贸n es bajo, son extremadamente sensibles, dando lugar a nuevos m茅todos de recopilaci贸n de informaci贸n. “Nuestros sensores de fibra son ligeros, baratos, peque帽os y f谩ciles de usar, por lo que potencialmente podr铆an convertirse en dispositivos para realizar tests caseros que permitan al p煤blico en general realizar pruebas autoadministradas para obtener informaci贸n sobre su entorno”, dijo la Dra. Yan Yan Shery Huang del Departamento de Ingenier铆a de Cambridge, quien dirigi贸 la investigaci贸n.

La Dra. Huang y su equipo imprimieron en 3D una fina funda protectora de pol铆mero sobre un n煤cleo hecho de plata y otras fibras semiconductoras de alta pureza, que se asemejaba a la estructura de los cables el茅ctricos est谩ndar.

Las fibras son tan finas que son invisibles al ojo humano, lo que dar铆a a los componentes el茅ctricos a los que est谩n adheridos la impresi贸n de que est谩n flotando en el aire, se帽alan los investigadores en un art铆culo acad茅mico publicado por la revista Science Advances.

Las fibras tambi茅n podr铆an conectarse a tel茅fonos m贸viles para controlar los patrones de respiraci贸n, el sonido y las im谩genes simult谩neamente, o para crear fibras biocompatibles similares a las c茅lulas biol贸gicas, lo que les permitir铆a guiar los movimientos de las c茅lulas y “sentir” el proceso en forma de se帽ales el茅ctricas.

Andy Wang, estudiante de doctorado y primer autor del trabajo, fij贸 el sensor a una m谩scara facial que cubr铆a su nariz y boca para detectar la humedad de su aliento que se filtraba a trav茅s del material (ver ilustraci贸n).

Seg煤n la publicaci贸n, los sensores “superaron con creces” a los sensores comerciales comparables, en particular al supervisar la respiraci贸n r谩pida para reproducir la falta de aliento, lo que significa que podr铆a resultar eficaz para rastrear las condiciones respiratorias como la respiraci贸n normal, la ingesta brusca de aliento y la tos simulada.

La sensibilidad de los sensores podr铆a poner de relieve los tipos de coberturas faciales m谩s eficaces para evitar que se escape la humedad del aliento al detectar la cantidad y la direcci贸n de las part铆culas que se escapan, afirm贸 el equipo acad茅mico.

Las m谩scaras de tela y las quir煤rgicas tend铆an a gotear m谩s por el frente, particularmente cuando el usuario tos铆a, mientras que los puntos m谩s d茅biles de las m谩scaras faciales N95 estaban alrededor de la parte superior y lateral con ajustes estrechos. Sin embargo, cuando se usaban correctamente, ambos tipos de m谩scaras eran eficaces para debilitar el flujo de la respiraci贸n exhalada, se帽alaron los investigadores.

“Los sensores fabricados con peque帽as fibras conductoras son especialmente 煤tiles para la detecci贸n volum茅trica de fluidos y gases en 3D, en comparaci贸n con las t茅cnicas convencionales de pel铆cula fina, pero hasta ahora ha sido un reto imprimirlos e incorporarlos a los dispositivos y fabricarlos a escala”, dijo la Dra. Huang.

Los investigadores est谩n tratando de desarrollar la t茅cnica de impresi贸n de fibra para crear otros tipos de sensores multifuncionales que podr铆an ayudar a la vigilancia m贸vil de la salud.

Ilustraci贸n: El sensor de fibra iFP del equipo conectado a una cubierta facial detecta el aliento humano con alta sensibilidad y capacidad de respuesta (Fotograf铆a: Universidad de Cambridge)


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