La piel electrónica impulsada por el sudor

La piel electrónica totalmente alimentada por el sudor puede controlar la salud

27.04.2020 - Estados Unidos

Una de las formas en que experimentamos el mundo que nos rodea es a través de nuestra piel. Desde sentir la temperatura y la presión hasta el placer o el dolor, las muchas terminaciones nerviosas de nuestra piel nos dicen mucho.

Nuestra piel también puede decirle al mundo exterior mucho sobre nosotros. Las mamás presionan sus manos contra nuestra frente para ver si tenemos fiebre. Una cita podría ver un rubor en nuestras mejillas durante una conversación íntima. La gente del gimnasio podría inferir que estás haciendo un buen ejercicio por las gotas de sudor que tienes.

Pero Wei Gao de Caltech, profesor asistente en el departamento de Ingeniería Médica de Andrew y Peggy Cherng quiere aprender aún más sobre ti a partir de tu piel, y para ello ha desarrollado una piel electrónica, o e-skin, que se aplica directamente sobre tu piel real. La e-skin, hecha de goma suave y flexible, puede ser incrustada con sensores que monitorean información como el ritmo cardíaco, la temperatura corporal, los niveles de azúcar en la sangre y los subproductos metabólicos que son indicadores de salud, e incluso las señales nerviosas que controlan nuestros músculos. Lo hace sin necesidad de una batería, ya que funciona únicamente con células de biocombustible alimentadas por uno de los productos de desecho del propio cuerpo.

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"Uno de los mayores desafíos con este tipo de dispositivos llevables está en el lado de la energía", dice Gao. "Mucha gente está usando baterías, pero eso no es muy sostenible. Algunas personas han intentado usar células solares o cosechar el poder del movimiento humano, pero queríamos saber: "¿Podemos obtener suficiente energía del sudor para alimentar los dispositivos que se pueden llevar?" y la respuesta es sí".

Gao explica que el sudor humano contiene niveles muy altos de la sustancia química lactato, un compuesto generado como un subproducto de los procesos metabólicos normales, especialmente por los músculos durante el ejercicio. Las células de combustible incorporadas en la piel electrónica absorben ese lactato y lo combinan con el oxígeno de la atmósfera, generando agua y piruvato, otro subproducto del metabolismo. A medida que funcionan, las células de biocombustible generan suficiente electricidad para alimentar los sensores y un dispositivo Bluetooth similar al que conecta el teléfono con el estéreo del coche, permitiendo que la e-skin transmita las lecturas de sus sensores de forma inalámbrica.

"Si bien la comunicación de campo cercano es un enfoque común para muchos sistemas de e-skin sin baterías, sólo podría utilizarse para la transferencia de energía y la lectura de datos a una distancia muy corta", dice Gao. "La comunicación Bluetooth consume más energía pero es un enfoque más atractivo con conectividad extendida para aplicaciones médicas y robóticas prácticas".

Idear una fuente de energía que pudiera funcionar con el sudor no fue el único reto para crear la e-skin, dice Gao; también necesitaba durar mucho tiempo con una alta intensidad de energía con una mínima degradación. Las células de biocombustible están hechas de nanotubos de carbono impregnados con un catalizador de platino/cobalto y una malla compuesta que contiene una enzima que descompone el lactato. Pueden generar una salida de energía continua y estable (hasta varios miliwatts por centímetro cuadrado) durante varios días en el sudor humano.

Gao dice que el plan es desarrollar una variedad de sensores que pueden ser incrustados en la e-skin para que pueda ser utilizado para múltiples propósitos.

"Queremos que este sistema sea una plataforma", dice. "Además de ser un biosensor portátil, puede ser una interfaz hombre-máquina. Los signos vitales y la información molecular recogidos con esta plataforma podrían ser utilizados para diseñar y optimizar la próxima generación de prótesis. "

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.