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Científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abadalá (KAUST, por sus siglas en inglés), en Arabia Saudita, han desarrollado un hidrogel eléctricamente conductivo que lleva la elasticidad, la auto-curación y la sensibilidad a la tensión a nuevos límites. “Nuestro material supera a todos los hidrogeles previamente informados e introduce nuevas funcionalidades”, dice Husam Alshareef, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales.
Los materiales inteligentes que se flexionan, sienten y se estiran como la piel tienen muchas aplicaciones en las que interactúan con el cuerpo humano. Las posibilidades van desde parches biodegradables que ayudan a sanar las heridas a dispositivos electrónicos portátiles y dispositivos robóticos sensibles al tacto.
El material es un compuesto de hidrogel que contiene agua y un compuesto de metal y carburo conocido como MXene. Además de poder estirarse en más del 3.400 por ciento, el material puede volver rápidamente a su forma original y se adherirá a muchas superficies, incluida la piel. Cuando se corta en pedazos, se puede reparar rápidamente al volver a colocarlo.
“La diferente sensibilidad del material al estiramiento y la compresión es un descubrimiento innovador que agrega una nueva dimensión a la capacidad de detección de los hidrogeles”, dice el primer autor, Yizhou Zhang, investigador postdoctoral en el laboratorio de Alshareef.
Esta nueva dimensión puede ser crucial en aplicaciones que detectan cambios en la piel y los convierten en señales electrónicas. Una delgada capa del material unida a la frente de un usuario, por ejemplo, puede distinguir entre diferentes expresiones faciales, como una sonrisa o un ceño fruncido. Esta capacidad podría permitir a los pacientes con parálisis extrema controlar equipos electrónicos y comunicarse.Las tiras del material adherido a la garganta tienen capacidades impresionantes para convertir el habla en señales electrónicas. Esto podría permitir que se escuche con claridad a las personas con dificultades de habla. “Existe un potencial real para nuestro material en diversas aplicaciones biomédicas y de biodetección”, dice el coautor Kanghyuck Lee.
Las posibilidades médicas más directas y extremadamente útiles incluyen recubrimientos flexibles para heridas que pueden liberar medicamentos para promover la cicatrización. Estos podrían aplicarse internamente, en órganos enfermos, además de adherirse externamente a la piel. El equipo también prevé desarrollar un material inteligente que pueda controlar el volumen y la forma de un órgano y variar la liberación del fármaco según con las señales producidas.
Un potencial ideal sería combinar la detección médica y la terapia. Otras posibilidades emocionantes se encuentran en la robótica, donde el material podría servir en extensiones táctiles sensibles al tacto para maquinaria, por ejemplo. También existen posibilidades de anti-falsificación, con losas del material y componentes electrónicos integrados que resultan altamente sensibles para detectar firmas tal como están escritas.
El equipo KAUST tiene una larga lista de posibles aplicaciones que ahora se pueden explorar y desarrollar más. “Existe un gran potencial para la comercialización“, concluye Alshareef.
