Piel electrónica
La piel electrónica se refiere a dispositivos electrónicos flexibles , estirables y autorregenerables que pueden imitar las funcionalidades de la piel humana o animal. [1] [2] La amplia clase de materiales a menudo contiene capacidades de detección que pretenden reproducir las capacidades de la piel humana para responder a factores ambientales como cambios en el calor y la presión. [1] [2] [3] [4]
Los avances en la investigación de la piel electrónica se centran en el diseño de materiales que sean elásticos, robustos y flexibles. La investigación en los campos individuales de la electrónica flexible y la detección táctil ha progresado mucho; sin embargo, el diseño de la piel electrónica intenta reunir los avances en muchas áreas de investigación de materiales sin sacrificar los beneficios individuales de cada campo. [5] La combinación exitosa de propiedades mecánicas flexibles y estirables con sensores y la capacidad de autorreparación abriría la puerta a muchas aplicaciones posibles que incluyen robótica blanda , prótesis, inteligencia artificial y monitoreo de la salud. [1] [5] [6] [7]
Los avances recientes en el campo de la piel electrónica se han centrado en incorporar ideales de materiales ecológicos y conciencia ambiental en el proceso de diseño. Dado que uno de los principales desafíos que enfrenta el desarrollo de la piel electrónica es la capacidad del material para resistir la tensión mecánica y mantener la capacidad de detección o las propiedades electrónicas, las propiedades de reciclabilidad y autocuración son especialmente críticas en el diseño futuro de nuevas pieles electrónicas. [8]
Las capacidades de autorreparación de la piel electrónica son fundamentales para las posibles aplicaciones de la piel electrónica en campos como la robótica blanda. [7] El diseño adecuado de la piel electrónica autorreparable requiere no solo la curación del sustrato base, sino también el restablecimiento de cualquier función de detección, como la detección táctil o la conductividad eléctrica. [7] Idealmente, el proceso de autocuración de la piel electrónica no depende de la estimulación externa, como el aumento de la temperatura, la presión o la solvatación. [1] [7] [8] La piel electrónica autorreparable o reparable a menudo se logra a través de un material basado en polímeros o un material híbrido.
En 2018, Zou et al. trabajo publicado sobre piel electrónica que es capaz de reformar enlaces covalentes cuando se daña. [8] El grupo observó una red reticulada basada en poliimina, sintetizada como se ve en la Figura 1. La piel electrónica se considera recuperable debido al "intercambio de enlaces reversible", lo que significa que los enlaces que mantienen unida la red pueden romperse y reformarse. bajo ciertas condiciones tales como solvatación y calentamiento. El aspecto recuperable y reutilizable de un material termoestable de este tipo es único porque muchos materiales termoestables forman irreversiblemente redes reticuladas a través de enlaces covalentes. [9] En la red de polímeros, los enlaces formados durante el proceso de curación son indistinguibles de la red de polímeros original.
También se ha demostrado que el entrecruzamiento no covalente dinámico forma una red de polímero que es recuperable. En 2016, Oh et al. examinó específicamente los polímeros semiconductores para transistores orgánicos. [10] Descubrieron que la incorporación de 2,6-piridina dicarboxamida (PDCA) en la columna vertebral del polímero podría impartir capacidades de autorreparación basadas en la red de enlaces de hidrógeno formados entre grupos. Con la incorporación de PDCA en la columna vertebral del polímero, los materiales pudieron soportar hasta un 100 % de tensión sin mostrar signos de grietas a microescala. En este ejemplo, los enlaces de hidrógeno están disponibles para la disipación de energía a medida que aumenta la tensión.
