Crean un hidrogel de plata que cambia de forma y mantiene su conductividad eléctrica

La plata es uno de los metales más versátiles en el campo de la electrónica y las aplicaciones eléctricas, ya que cuenta con una excelente conductividad eléctrica.

 

Sin embargo, las nuevas aplicaciones en estos campos, como los dispositivos adaptados al cuerpo humano o a las prendas de vestir (los llamados ‘wearables’) requieren otra cualidad adicional: la flexibilidad.

por José Ángel Pedraza

El desarrollo de la tecnología ha permitido la incorporación de circuitos y receptores electrónicos en prendas de vestir o incluso en el propio cuerpo humano, para mejorar la comunicación entre éste y los dispositivos electrónicos.

Sin embargo, la dureza y rigidez de los metales utilizados en estos circuitos, como la plata, complicaban el diseño de estos receptores, ya que se requería una flexibilidad y una adaptabilidad para poder llevarlos con comodidad.

Una reciente investigación llevada a cabo por un equipo de científicos del Laboratorio de Maquinaria de la Universidad Carnegie Mellon (Pensilvania, EEUU) se ha centrado en los hidrogeles, un material muy ligero, flexible y biocompatible, que ya se utiliza para la fabricación de lentes de contacto y de tejidos artificiales.

El problema que presentaban hasta ahora estos geles era su escasa conductividad eléctrica, lo que complicaba su utilización en los circuitos electrónicos y las aplicaciones bioelectrónicas.

Los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon parecen haber resuelto este problema, gracias al desarrollo de un compuesto de hidrogel a base de plata que mantiene la alta conductividad eléctrica de este metal y es capaz de transmitirla a pesar de su capacidad de deformarse.

Según la información publicada en la revista científica Nature Electronics, los investigadores disolvieron partículas de plata de una micra de tamaño en una matriz de hidrogel de poliacrilamida de alginato.

Tras experimentar un proceso de deshidratación parcial, las partículas de plata forman unas redes que tienen una gran conductividad eléctrica y son resistentes a las deformaciones mecánicas.

Al manipular los procesos de deshidratación y rehidratación, las partículas pueden unirse o separarse, formando conexiones eléctricas reversibles.

Anteriores experimentos realizados a base de combinar metales e hidrogeles permitieron encontrar un punto medio ente la mejora de la conductividad eléctrica y la deformabilidad.

Según Carmel Majidi, profesor de Ingeniería Mecánica en la Universidad Carnegie Mellon, el objetivo de su equipo era solventar este desafío, basándose en su experiencia en el desarrollo de elastómeros conductivos con metales líquidos.

“Gracias a su alta conductividad eléctrica y a su alto nivel de compliancia o blandura, este nuevo compuesto puede tener numerosas aplicaciones en el campo de la bioelectrónica y en otros muchos. Se podría elaborar un adhesivo para el cerebro con sensores para procesar las señales, un dispositivo ‘wearable’ que genere energía para alimentar aparatos electrónicos o pantallas que se puedan deformar”, señala Majidi.

El compuesto de hidrogel de plata puede imprimirse mediante métodos estandarizados como la litografía de plantilla (un novedoso método para fabricar patrones a escala nanométrica utilizando nanoestencilos, plantillas con aberturas de tamaño nanométrico).

Los investigadores han usado esta técnica para desarrollar electrodos insertados en la piel que permiten la estimulación eléctrica neuromuscular. Se podría, incluso, crear una ‘segunda capa de tejido nervioso’ sobre la piel del cuerpo humano, por medio de este compuesto.

Entre las futuras aplicaciones de este descubrimiento podría estar el tratamiento de enfermedades musculares y desórdenes motores como los temblores provocados por la enfermedad de Parkinson o las dificultades a la hora de manipular objetos con los dedos que sufren los pacientes tras un infarto.

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