24.01.2020 - Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden e. V.

Integrar Micro Chips para la piel electrónica

Investigadores de Dresde y Osaka presentan la primera electrónica flexible totalmente integrada, compuesta por sensores magnéticos y circuitos orgánicos, que abre el camino hacia el desarrollo de la piel electrónica.

La piel humana es un órgano fascinante y multifuncional con propiedades únicas que se originan en su naturaleza flexible y complaciente. Permite la interconexión con el entorno físico externo a través de numerosos receptores interconectados con el sistema nervioso. Los científicos han estado tratando de transferir estas características a la piel artificial durante mucho tiempo, apuntando a aplicaciones robóticas. El funcionamiento de los sistemas robóticos depende en gran medida de las funciones de detección de campos electrónicos y magnéticos necesarias para el posicionamiento y la orientación en el espacio. Se ha dedicado mucha investigación y desarrollo a la implementación de estas funcionalidades de forma flexible y conforme a las normas. Los recientes avances en los sensores flexibles y la electrónica orgánica proporcionaron importantes requisitos previos. Estos dispositivos pueden funcionar sobre superficies blandas y elásticas, mientras que los sensores perciben diversas propiedades físicas y las transmiten a través de circuitos de lectura.

Sin embargo, para replicar fielmente la piel natural, es necesario interconectar un gran número de sensores individuales. Esta desafiante tarea se convirtió en un gran obstáculo para la realización de la piel electrónica. Las primeras demostraciones se basaron en un conjunto de sensores individuales tratados por separado, lo que inevitablemente dio lugar a un enorme número de conexiones electrónicas. Para reducir el cableado necesario, se tuvo que dar un importante paso tecnológico. Es decir, los complejos circuitos electrónicos, como los registros de cambio, los amplificadores, las fuentes de corriente y los interruptores deben combinarse con sensores magnéticos individuales para lograr dispositivos totalmente integrados.

Investigadores de Dresde, Chemnitz y Osaka pudieron superar este obstáculo en un sistema pionero de sensores magnéticos de matriz activa presentado en un artículo reciente de la revista Science Advances. El sistema de sensores consiste en un conjunto de 2 x 4 sensores magnéticos, un registro de cambio de arranque orgánico, necesario para controlar la matriz de sensores, y amplificadores de señales orgánicas. La característica especial es que todos los componentes electrónicos están basados en transistores orgánicos de película fina y están integrados en una sola plataforma. Los investigadores demuestran que el sistema tiene una alta sensibilidad magnética y puede adquirir la distribución bidimensional del campo magnético en tiempo real. También es muy robusto contra las deformaciones mecánicas, tales como dobleces, pliegues o torceduras. Además de la integración completa del sistema, el uso de registros de cambio de bootstrap orgánicos es un paso de desarrollo muy importante hacia la piel electrónica de matriz activa para aplicaciones robóticas y vestibles.

Prof. Dr. Oliver G. Schmidt, Director del Instituto Leibniz de Investigación de Estado Sólido y Materiales de Dresde y el Dr. Daniil Karnaushenko sobre los próximos pasos: "Nuestras primeras funcionalidades magnéticas integradas demuestran que los sensores magnéticos flexibles de película delgada pueden integrarse en circuitos orgánicos complejos. El carácter ultraconservador y flexible de estos dispositivos es una característica indispensable para las aplicaciones modernas y futuras como la robótica blanda, los implantes y las prótesis. El siguiente paso es aumentar el número de sensores por superficie así como expandir la piel electrónica para que se adapte a superficies más grandes".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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