Investigadores de las universidades suecas de Linköping y Lund han demostrado que la luz visible se puede utilizar para fabricar electrodos de plástico conductor sin necesidad de utilizar productos químicos peligrosos. Sus resultados muestran que estos electrodos se pueden producir en una variedad de superficies, lo que abre oportunidades para nuevos tipos de electrónica y tecnologías de detección médica.
“Creo que es un gran avance. Es otra forma de fabricar productos electrónicos que es fácil y no requiere ningún equipo costoso”, afirmó Xenophon Strakosas, profesor asistente en el Laboratorio de Electrónica Orgánica (LOE) de la Universidad de Linköping.
Plásticos conductores y su papel en la electrónica.
Los científicos de LOE se centran en los plásticos conductores, también conocidos como polímeros conjugados, para avanzar en campos como la energía renovable y la tecnología médica. Estos materiales combinan las cualidades funcionales de los metales y semiconductores con la flexibilidad y el peso ligero de los plásticos.
Los polímeros están formados por largas cadenas de hidrocarburos. Cada unidad de la cadena se llama monómero y al unir estos monómeros se forma un polímero. El proceso de formación, conocido como polimerización, a menudo se realiza con productos químicos fuertes o tóxicos, lo que limita tanto la incrustación como el uso seguro de los materiales en campos como la medicina.
La luz visible permite un proceso de polimerización sin químicos
Investigadores del Campus Norrkoping, en colaboración con Lund y colegas de Nueva Jersey, han desarrollado una técnica que permite que se produzca la polimerización utilizando únicamente luz visible. Este avance se basa en monómeros solubles en agua especialmente diseñados. Debido a que los monómeros se activan bajo luz visible, la fabricación de electrodos ya no requiere productos químicos tóxicos, luz ultravioleta dañina ni pasos de procesamiento adicionales.
“Es posible fabricar electrodos en diferentes superficies, como vidrio, textiles e incluso piel. Esto abre una gama mucho más amplia de aplicaciones”, dice Xenophon Strakosas.
Modelado de electrodos directos con luz.
En el uso práctico, se coloca sobre una superficie una solución compuesta de monómeros. Dirigiendo un láser u otra fuente de luz a través del material, los investigadores pueden formar electrodos en patrones detallados cuando sea necesario. Cualquier porción de la solución que no se polimerice se puede lavar, dejando atrás los electrodos terminados.
“Las propiedades eléctricas del material están a la vanguardia. Debido a que el material puede transportar electrones e iones, puede interactuar con el cuerpo de forma natural, y su suave química asegura que el tejido lo tolere, una combinación que es crucial para aplicaciones médicas”, dijo Tobias Abrahamsson, investigador de LOE y autor principal del artículo de la revista. Química aplicada.
Grabación avanzada de señales cerebrales y aplicaciones futuras.
El equipo evaluó su método mediante electrodos de fotomodelo directamente sobre la piel de ratones anestesiados. Estos experimentos revelaron un registro significativamente mejor de la actividad cerebral de baja frecuencia que los electrodos metálicos de EEG convencionales.
“Dado que el método funciona en diferentes superficies, se pueden imaginar sensores integrados en las prendas. Además, el método se puede utilizar para la producción a gran escala de circuitos electrónicos orgánicos sin disolventes peligrosos”, afirma Tobias Abrahamsson.
La luz visible se puede utilizar para fabricar electrodos a partir de plásticos conductores sin utilizar productos químicos peligrosos. Esto se muestra en un nuevo estudio realizado por investigadores de las universidades de Linköping y Lund, Suecia. Los electrodos se pueden fabricar en una variedad de superficies, lo que abre un nuevo tipo de electrónica y sensores médicos.
“Creo que es un gran avance. Es otra forma de fabricar productos electrónicos que es fácil y no requiere ningún equipo costoso”, afirmó Xenophon Strakosas, profesor asistente en el Laboratorio de Electrónica Orgánica (LOE) de la Universidad de Linköping.
Los investigadores de LOE están trabajando con plásticos conductores, también conocidos como polímeros conjugados, para desarrollar nuevas tecnologías en campos como la medicina y las energías renovables. Los polímeros conjugados combinan las propiedades eléctricas de los metales y semiconductores con la flexibilidad de los plásticos.
Los polímeros están formados por largas cadenas de hidrocarburos. Cada eslabón de la cadena se llama monómero. Cuando se unen monómeros, se forman polímeros. El proceso, llamado polimerización, a menudo se realiza utilizando productos químicos fuertes y a veces tóxicos, lo que limita la capacidad de ampliar el proceso y utilizar tecnología como la medicina.
Los investigadores del Campus Norrkoping, junto con colegas de Lund y Nueva Jersey, han logrado desarrollar un método en el que se puede producir la polimerización utilizando únicamente luz visible. Esto es posible gracias a los monómeros solubles en agua especialmente diseñados y desarrollados por los investigadores. Por lo tanto, no se requieren productos químicos tóxicos, luz ultravioleta dañina ni procesos posteriores para fabricar los electrodos.
“Es posible fabricar electrodos en diferentes superficies, como vidrio, textiles e incluso piel. Esto abre una gama mucho más amplia de aplicaciones”, dice Xenophon Strakosas.
En la práctica, la solución que contiene el monómero se puede colocar sobre un sustrato. Por ejemplo, utilizando un láser u otra fuente de luz, es posible crear electrodos en patrones complejos directamente sobre la superficie. A continuación se puede lavar la solución no polimerizada y conservar los electrodos.
“Las propiedades eléctricas del material están a la vanguardia. Debido a que el material puede transportar electrones e iones, puede interactuar con el cuerpo de forma natural, y su suave química asegura que el tejido lo tolere, una combinación que es crucial para aplicaciones médicas”, dijo Tobias Abrahamsson, investigador de LOE y autor principal del artículo de la revista. Química aplicada.
Los investigadores probaron la tecnología mediante electrodos de fotomodelo directamente sobre la piel de ratones anestesiados. Los resultados muestran una clara mejora en el registro de la actividad cerebral de baja frecuencia en comparación con los electrodos metálicos tradicionales de EEG.
“Dado que el método funciona en diferentes superficies, se pueden imaginar sensores integrados en las prendas. Además, el método se puede utilizar para la producción a gran escala de circuitos electrónicos orgánicos sin disolventes peligrosos”, afirma Tobias Abrahamsson.
