Sensores flexibles facilitan entorno de trabajo saludable

Un estudio reciente describe unos parches portátiles con sensores que utilizan componentes electrónicos transparentes y flexibles para detectar la dañina radiación ultravioleta y los gases tóxicos como el hidrógeno y el dióxido de nitrógeno.

Estos sensores microtectónicos extensibles y ajustables fueron desarrollados por unos investigadores de la Universidad RMIT (Melbourne, Australia) y se basan en unas películas delgadas de óxido de zinc nano-modelado (ZnO), deficientes en oxígeno y colocadas sobre un substrato de elastómero. Se aprovecha entonces la estructura de esa superficie para crear unos sensores extensibles de gas y de luz ultravioleta (UV). Las películas de ZnO a escala nanométrica, integradas a la matriz elastomérica funcionan como rejillas de difracción sintonizables, capaces de hacer desplazamientos de detección con exactitud nanométrica.

Se encontró que el propio ZnO extensible supera a sus homólogos rígidos en condiciones de temperatura ambiente y, de acuerdo con los investigadores, esta propuesta de una delgada película microtectónica de óxido muestra ser prometedora para conseguir sensores ultraportátiles funcionales, transparentes y útiles en textiles. Por ejemplo, pueden ser utilizados para la detección de niveles nocivos de la radiación UV, los cuales se sabe que activan el melanoma e incluso podrían estar integrados a los dispositivos electrónicos para monitorizar continuamente los niveles de luz UV y alertar al usuario cuando la radiación alcance niveles dañinos. El estudio fue publicado el 5 de junio de 2015, en la revista Small.

“El óxido de zinc, presente en la mayoría de los protectores solares como un polvo fino mezclado en una loción, fue utilizado como el material para la detección de la radiación UV”, dijo el autor principal, Philipp Gutruf, PhD, del Grupo de Investigación de Microsistemas y Materiales Funcionales (FMMRC) de la RMIT. “Esta fina capa de óxido de zinc está diseñada con una estructura en forma de una placa que llamamos micro-tectónica; estas placas pueden deslizarse una a través de la otra, un poco como las placas geológicas que forman la corteza de la tierra, lo cual les confiere una alta sensibilidad y la opción de que los dispositivos se puedan doblar y flexionar”.

“Las fugas de hidrógeno pueden conducir a explosiones como ocurrió con el desastre del Hindenburg y el dióxido de nitrógeno es un importante contribuyente al smog”, añadió la autora principal, Madhu Bhaskaran, PhD, también del FMMRC de la RMIT. “La capacidad de monitorizar estos gases en instalaciones de producción y estaciones eléctricas de carbón permiten tener vitales alertas tempranas de las explosiones, mientras que la capacidad de detectar el dióxido de nitrógeno permite un monitoreo constante de los niveles de contaminación en las ciudades atestadas”.

El concepto de tener las aplicaciones electrónicas en “telas” elásticamente extensibles que se ajusten a las superficies de forma irregular, está revolucionando la investigación básica y lleva a una mecánica y unos materiales que pueden permitir la fabricación de dispositivos elásticos de alto rendimiento. La capacidad de operar dispositivos electrónicos bajo diversos estados de estrés mecánico puede proporcionar un conjunto de funcionalidades únicas que están más allá de las capacidades de los componentes electrónicos rígidos convencionales.

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RMIT University