E-Skin Alimentada por Biocombustible: Interfaz Humano-Máquina Impulsada por Sudor

Investigadores han desarrollado piel electrónica (e-skin) que se aplica directamente sobre la piel real. Hecha de goma suave y flexible, puede incrustarse con sensores que monitorean información como frecuencia cardíaca, temperatura corporal, niveles de azúcar en sangre y subproductos metabólicos que son indicadores de salud así como señales nerviosas que controlan músculos. Lo hace sin necesidad de batería, ya que funciona únicamente con celdas de biocombustible alimentadas por uno de los propios productos de desecho del cuerpo.

El sudor humano contiene niveles muy altos del químico lactato, un compuesto generado como subproducto de procesos metabólicos normales, especialmente por músculos durante el ejercicio. Las celdas de combustible integradas en la e-skin absorben ese lactato y lo combinan con oxígeno de la atmósfera, generando agua y piruvato, otro subproducto del metabolismo. Al operar, las celdas de biocombustible generan suficiente electricidad para alimentar sensores y un dispositivo Bluetooth similar al que conecta un teléfono a un estéreo de auto, permitiendo a la e-skin transmitir lecturas de sus sensores inalámbricamente.

Mientras que la comunicación de campo cercano es un enfoque común para muchos sistemas e-skin sin batería, solo podía usarse para transferencia de energía y lectura de datos a distancia muy corta. La comunicación Bluetooth consume más energía pero es un enfoque más atractivo con conectividad extendida para aplicaciones médicas y robóticas prácticas.

Idear una fuente de energía que funcionara con sudor no fue el único desafío en crear la e-skin. También necesitaba durar mucho tiempo con alta intensidad de potencia con degradación mínima. Las celdas de biocombustible están hechas de nano-tubos de carbono impregnados con un catalizador platino/cobalto y malla compuesta que sostiene una enzima que descompone lactato. Pueden generar salida de potencia continua y estable (tan alta como varios milivatios por centímetro cuadrado) durante múltiples días en sudor humano.

Próximos pasos son desarrollar una variedad de sensores que puedan incrustarse en la e-skin para que pueda usarse para múltiples propósitos. Además de ser un biosensor portátil, esto puede ser una interfaz humano-máquina —los signos vitales e información molecular recopilados usando esta plataforma podrían usarse para diseñar y optimizar prótesis de próxima generación.