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4 Innovaciones Basada en Tecnología Electrónica Flexible

Los avances en materiales y tecnologías de impresión en 3D están permitido que los dispositivos electrónicos puedan moverse, estirarse y flexionarse. Esto permite a los investigadores abrir nuevos caminos, creando innovaciones que tienen el potencial de transformar la vida cotidiana.

Imagínese un futuro en el que se avise al médico de un cambio en los signos vitales del paciente y se le llame con un pronóstico antes de que se dé cuenta de que está enfermo, o un consumidor nunca se preocupe por la posibilidad de que la pantalla de un smartphone se rompa al caer o un diabético con un dispositivo interno, accionado por el ácido estomacal, que detecta cuando come.

Todos estos escenarios pueden parecer muy alejados de la realidad, pero gracias a los avances en electrónica flexible y extensible, son cada vez más posibles. “Los recientes avances en la ciencia de los materiales y la ingeniería mecánica han permitido la realización de sistemas electrónicos de alto rendimiento en formatos blandos, flexibles y extensibles”, dijo Canan Dagdeviren, director del grupo de investigación del Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Al igual que muchos dispositivos compatibles con IoT de gran popularidad en la actualidad, estas nuevas soluciones electrónicas flexibles y ampliables son muy asequibles y tienen el potencial de ser gestionadas a través de aplicaciones de smartphones. Los inversores están tomando nota. De hecho, según un informe de Grand View Research de 2016, el mercado mundial de la electrónica flexible se estima que para 2024 su valor del mercado mundial supere los 87 millones de dólares estadounidenses (75 millones de euros).

PANTALLAS A PRUEBA DE ROTURAS

Roel Vertegaal, director del Laboratorio de Medios Humanos de la Universidad de Queens en Canadá, cree que la electrónica flexible y extensible ayudará a dar forma al futuro de las pantallas. Su equipo está trabajando en una serie de innovaciones, incluyendo un smartphone flexible que es a todo color, alta resolución e inalámbrico; un smartphone holográfico flexible capaz de reproducir imágenes en 3D sin necesidad de seguimiento de la cabeza o gafas; y un control remoto de juegos con una interfaz de usuario cilíndrica.

“Las pantallas flexibles ofrecen una variedad de beneficios”, dijo Vertegaal. “Son más ligeras y baratas que la electrónica convencional y, desde el punto de vista de la usabilidad, permiten interacciones en la tercera dimensión mediante el plegado. Además, son bastante irrompibles. Una pantalla agrietada podría ser pronto cosa del pasado “.

TECNOLOGÍA CURVILINEA EN EL CUERPO

Parche de L'oreal para control de Rayos UV
Parche de L’oreal para control de Rayos UV

“Las aplicaciones humanas para la electrónica flexible ya están tomando forma. La electrónica flexible y extensible, aunque mantiene las mismas propiedades que la electrónica convencional, se puede convertir en cualquier forma curvilínea para ajustarse al cuerpo humano “, dijo Yonggang Huang, profesor de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Ambiental Civil en la Northwestern University de Evanston, Illinois.

Huang trabajó con el físico químico y científico de materiales John Rogers en la Universidad de Illinois, junto con la empresa MC10 de prendas de vestir con sede en Massachusetts, para desarrollar un dispositivo electrónico extensible para el gigante de cuidado de la piel L’ Oréal en la incubadora de tecnología de la empresa de Nueva Jersey. El dispositivo, que se aplica a la piel y se combina con una aplicación con comunicación NFC, contiene tintes fotosensibles que cambian de color cuando se expone a los rayos UV. L’Oreal dijo que el 60% de las personas que usan la aplicación experimentan menos quemaduras solares y el 30% usa más protector solar.

SOLUCIONES SOLARES INTELIGENTES

OPV de Sunew
OPV de Sunew

La empresa brasileña Sunew está utilizando técnicas de impresión en 3D para crear una solución flexible de paneles solares que podría utilizarse en edificios, ciudades y vehículos inteligentes. La tecnología fotovoltaica orgánica (OPV) de Sunew tiene una alta tolerancia a las vibraciones, por lo que los vehículos se consideran un entorno ideal para aplicar esta tecnología.

Los OPV de Sunew se comparan favorablemente con los métodos tradicionales de producción fotovoltaica. Al ofrecer una eficiencia aproximadamente 20 veces superior a la de las tecnologías tradicionales y un tiempo de amortización de dos meses en lugar de dos años, también son entre 50 y 100 veces más ligeros que los paneles solares convencionales.

DISPOSITIVOS ESTOMACALES

Dispositivos flexibles para ingerir
Dispositivos flexibles para ingerir

La electrónica flexible también tiene implicaciones para los avances en semiconductores biodegradables e ingeribles. Los investigadores del MIT, por ejemplo, se han asociado con el Hospital Brigham and Women’s Hospital de Boston (BWH) para desarrollar dispositivos flexibles que puedan sentir el movimiento y la ingestión en el estómago. Los dispositivos pueden residir en el estómago durante al menos dos días, sentir la ingestión de una comida y cosechar energía del movimiento en el tracto gastrointestinal. Además, pueden generar energía del movimiento en el tracto gastrointestinal; dicha energía podría ser utilizada para alimentar nuevos sistemas electrónicos ingeribles.

“De la misma manera que un wearable como un FitBit puede ayudar a rastrear y cuantificar cuántos pasos da una persona, nosotros imaginamos un dispositivo que podría residir en el estómago y cuantificar con qué frecuencia una persona está comiendo “, dijo Carlo Traverso, gastroenterólogo e ingeniero biomédico del BWH. Una posible aplicación de esto sería monitorear a los pacientes con diabetes.

EL CAMINO HACIA LA VIABILIDAD COMERCIAL

A pesar de estos éxitos, el verdadero potencial de la electrónica flexible y extensible aún no se ha realizado. James Hayward, analista tecnológico senior de la firma de investigación de mercado IDTEchEx, con sede en Cambridge, Reino Unido, dijo que, aunque algunos componentes de este tipo han superado la etapa de prueba, muchos más aún no están maduros para dar el salto al mundo comercial.

Takao Someya, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Tokio (Japón), también ve la necesidad de prestar más atención a lograr una mayor elasticidad.

“La mayoría de las innovaciones extensibles que vemos disponibles hoy en día todavía tienen algún tipo de rigidez “, dijo. “Esto se debe a que a menudo requieren una batería o un cable y, debido a los múltiples componentes, a menudo están encapsulados en una carcasa de silicio rígido. Es un reto crear una solución que sea duradera y suave al mismo tiempo “. Dagdeviren del Media Lab del MIT está de acuerdo. “La electrónica actual es hasta seis veces más rígida que el tejido blando “, dijo. “Como resultado, cuando queremos integrar la electrónica con la biología, hay desafíos severos relacionados con el desajuste de la forma mecánica y geométrica.”

UNA SOLUCIÓN ES LA IMPRESIÓN 3D

Heng Pan, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri, cree que la respuesta puede estar en la impresión 3D. “La fabricación de aditivos tiene el beneficio de que puede cambiar fácilmente de un material a otro e integrar todos los diferentes materiales juntos en una sola impresión “, dijo Pan en una entrevista reciente con la revista R&D Magazine. “Puedes imprimir prácticamente cualquier material en geometría 3D. Creemos que la técnica del aditivo tiene una ventaja muy fuerte en la creación de la electrónica “.

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