Un equipo de científicos de Corea del Sur ha desarrollado una “piel electrónica” resistente, flexible y permeable al sudor que podría ayudar a monitorear la salud de las personas.

El ingenio consiste en un parche adhesivo adaptable con un sensor integrado que mide la temperatura, niveles de hidratación, exposición a los rayos UV y pulso. Y, a diferencia de otros modelos experimentales, este funcionó incluso durante actividades que generan sudor, como correr durante 30 minutos y consumir una comida picante.

El problema de la impermeabilidad al sudor

La compañía de cosméticos Amorepacific estaba interesada en desarrollar una cinta delgada que permita monitorear de manera continua los cambios que ocurren en la piel. Para lograrlo, contactó a los investigadores del MIT pioneros en una técnica llamada epitaxia remota que les sería de utilidad.

La epitaxia remota consiste en cultivar películas semiconductoras ultrafinas y de alta calidad en obleas a alta temperatura; luego, las pelan selectivamente para combinarlas y apilarlas y finalmente formar sensores ultradelgados y flexibles.

La asociación tenía como fin convertir las películas semiconductoras flexibles en algo que pudiera usarse durante largos períodos de tiempo, como una especie de piel electrónica. Pero, para ello, primero tuvieron que abordar una de las dificultades que han experimentado los diseños anteriores: el sudor.

“El sudor puede acumularse entre la piel electrónica y la piel, lo que podría causar daños en la piel y mal funcionamiento del sensor”, dice Jeehwan Kim, profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT.

Una piel electrónica que cumpla cabalmente su función sin dañarse, definitivamente debería ser permeable al sudor. “Así que intentamos abordar estos dos problemas al mismo tiempo, permitiendo que el sudor penetre a través de la piel electrónica”, apuntó Kim.

Imitando los poros de la piel natural

Para resolver este problema, los investigadores buscaron inspiración en el órgano más grande que tienen los humanos y que, en definitiva, proporcionaba las bases de su investigación: la piel.

Observando los poros a través de los que emana el sudor humano, descubrieron que el diámetro promedio de estos mide alrededor de 100 micrones; además, se distribuyen por toda la piel de manera aparentemente aleatoria.

Inspirados por la naturaleza, decidieron incluir conductos artificiales para el paso del sudor en la piel electrónica permeable y evitar el daño de los sensores. Para ello, hicieron algunas simulaciones para determinar los puntos más idóneos, de modo que quedaran superpuestos sobre los poros de la piel y no bloquearan la salida del sudor natural.

Piel electrónica inspirada en el kirigami

En el proceso, también lograron aumentar la fuerza y la flexibilidad del patrón de los agujeros inspirados también en el arte japonés del kirigami. “Si envuelve un trozo de papel sobre una pelota, no se adapta”, dijo Kim. “Pero si cortas un patrón de kirigami en el papel, podría ajustarse. Entonces pensamos, ¿por qué no conectar los agujeros con un corte, para tener una conformabilidad similar a la de un kirigami en la piel? Al mismo tiempo podemos impregnar el sudor”.

El diseño de piel electrónica a partir del kirigami ayuda a que el parche se adapte cómodamente a la piel humana. Con esta flexibilidad y la permeabilidad al sudor obtuvieron un producto prometedor que promete ayudar a monitorear la salud de las personas que lo usen.

Los investigadores probaron la piel electrónica colocándola en la muñeca y la frente de un voluntario que la usó durante una semana de manera continua. Como esperaban, el diseño se ajustaba a la piel incluso mientras sudaba o fruncía el ceño y, por supuesto, midió efectivamente diferentes aspectos de su salud durante el período de prueba.

A pesar de ello, los investigadores trabajarán para mejorar la resistencia y durabilidad de su diseño, ya que aún es bastante susceptible a la fricción. Mientras tanto, los voluntarios que la prueben deberán usar una funda alrededor para protegerla durante la ducha.

Referencias:

Sweat-proof “smart skin” takes reliable vitals, even during workouts and spicy meals. https://news.mit.edu/2021/smart-skin-vitals-0630

Long-term reliable physical health monitoring by sweat pore–inspired perforated electronic skins. https://advances.sciencemag.org/content/7/27/eabg8459

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