Un toque de plata EurekAlert! Noticias de ciencia

fotografía: La energía transmitida a través del complejo conductor de plata y el hidrogel activa el músculo baboso con memoria de forma de este nadador suave inspirado en las mantarrayas. Opinión Más

Crédito: Laboratorio de maquinaria blanda, Escuela de Ingeniería, Universidad Carnegie Mellon

En el campo de la robótica, los metales ofrecen ventajas como resistencia, durabilidad y conductividad eléctrica. Pero son pesados ​​y rígidos, propiedades que son indeseables en sistemas suaves y flexibles de computación portátil e interfaces hombre-máquina.

Por un lado, los hidrogeles son livianos, estirables y biocompatibles, lo que los convierte en excelentes materiales para lentes de contacto y andamios de ingeniería de tejidos. Sin embargo, son deficientes para suministrar la electricidad necesaria a los circuitos digitales y las aplicaciones biónicas.

Los investigadores del Laboratorio de Instrumentos Blandos de la Universidad Carnegie Mellon han desarrollado un compuesto de hidrogel de plata único que tiene una alta conductividad eléctrica y es capaz de conducir corriente continua mientras mantiene una conformabilidad y deformación suaves. Los resultados han sido publicados en Naturaleza Electrónica.

El equipo suspendió una lámina de plata del tamaño de un micrómetro en una matriz de hidrogel de poliacrilamida y alginato. Después de un proceso de secado parcial, las virutas formaron redes de filtros que eran eléctricamente conductoras y resistentes a las deformaciones mecánicas. Al tratar este proceso de deshidratación e hidratación, se puede hacer que las virutas se peguen o se aflojen, formando conexiones eléctricas reversibles.

Los intentos anteriores de combinar metales e hidrogeles revelaron un compromiso entre una conductividad eléctrica mejorada, una menor elasticidad y una susceptibilidad a la deformación. Majidi y su equipo tienen como objetivo hacer frente a este desafío, basándose en su experiencia en el desarrollo de elastómeros conductores flexibles con metal líquido.

“A través de su alta conductividad eléctrica y alta conformidad o ‘esponja’, este nuevo compuesto podría tener muchas aplicaciones en el campo de la biónica y más allá”, explicó Carmel Majidi, profesor de ingeniería mecánica. “Los ejemplos incluyen una pegatina cerebral con sensores de procesamiento de señales, un dispositivo de generación de energía portátil para alimentar la electrónica y pantallas extensibles”.

El compuesto de hidrogel de plata se puede imprimir mediante métodos estándar, como la litografía con plantilla, similar a la serigrafía. Los investigadores utilizaron esta tecnología para desarrollar electrodos adheridos a la piel para estimular la estimulación eléctrica neuromuscular. Según Majidi, el compuesto puede cubrir una gran área del cuerpo humano, “como una segunda capa de tejido nervioso sobre la piel”.

Las aplicaciones futuras podrían incluir el tratamiento de trastornos musculares y discapacidades del movimiento, como ayudar a alguien con temblores de la enfermedad de Parkinson o tener dificultades para agarrar algo con los dedos después de un accidente cerebrovascular.

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Doctor. El estudiante Younsek Ohm fue el primer autor del artículo titulado “Electrodo de poliacrilamida-alginato compuesto de hidrogel de plata para electrónica blanda” https: //Resonar.Ciervo /10.1038 /s41928-021-00545-5 Naturaleza ElectrónicaOtros autores incluyen Chengfeng Pan, Michael J. Ford, Xiaonan Huang y Jiahe Liao.

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