Sensor basado en grafito para dispositivos médicos portátiles

Los investigadores han desarrollado una tecnología de detección basada en grafeno utilizando material G-Putty, una masilla mezclada con grafeno altamente maleable. Los sensores impresos son 50 veces más sensibles que el estándar de la industria y superan a otros sensores nano habilitados comparables en una métrica importante:la flexibilidad. Maximizar la sensibilidad y la flexibilidad sin reducir el rendimiento hace que la tecnología sea un candidato ideal para las áreas emergentes de la electrónica portátil y los dispositivos de diagnóstico médico.

El equipo demostró que puede producir un sensor de tensión de nanocompuesto de grafeno impreso de bajo costo. Al crear y probar tintas de diferentes viscosidades (liquidez), el equipo descubrió que podía adaptar las tintas G-Putty según la tecnología de impresión y la aplicación. En entornos médicos, los sensores de tensión son una valiosa herramienta de diagnóstico que se utiliza para medir los cambios en la tensión mecánica, como la frecuencia del pulso o los cambios en la capacidad de tragar de una víctima de accidente cerebrovascular. Un sensor de deformación funciona detectando este cambio mecánico y convirtiéndolo en una señal eléctrica proporcional, actuando así como un convertidor mecánico-eléctrico. Si bien los sensores de tensión están disponibles actualmente, en su mayoría están hechos de láminas de metal que presentan limitaciones en términos de portabilidad, versatilidad y sensibilidad.

El equipo convirtió la masilla G en una mezcla de tinta que tiene excelentes propiedades mecánicas y eléctricas. Las tintas se pueden convertir en un dispositivo de trabajo utilizando métodos de impresión industrial, desde serigrafía hasta aerosol y deposición mecánica. Un beneficio adicional es que el equipo puede controlar una variedad de parámetros diferentes durante el proceso de fabricación, lo que brinda la capacidad de ajustar la sensibilidad del material para aplicaciones específicas que requieren la detección de deformaciones diminutas.

El desarrollo de los sensores representa un avance considerable en los dispositivos de diagnóstico portátiles, dispositivos que pueden imprimirse en patrones personalizados y montarse cómodamente en la piel de un paciente para monitorear una variedad de procesos biológicos diferentes. El equipo está explorando aplicaciones para monitorear la respiración y el pulso en tiempo real, el movimiento y la marcha de las articulaciones, y el trabajo de parto temprano en el embarazo. Debido a que los sensores combinan alta sensibilidad, estabilidad y un amplio rango de detección con la capacidad de imprimir patrones personalizados en sustratos portátiles flexibles, el equipo puede adaptar el sensor a la aplicación.