Il futuro roseo della pelle elettronica

Un materiale che imita la pelle umana in forza, elasticità e sensibilità potrebbe essere utilizzato per raccogliere dati biologici in tempo reale. La pelle elettronica, o e-skin, può svolgere un ruolo importante nella protesi di prossima generazione, nella medicina personalizzata, nella robotica soft e nell’intelligenza artificiale.

La pelle elettronica ideale deve essere in grado di imitare le molte funzioni naturali della pelle umana, come il rilevamento della temperatura e del tatto, il tutto in modo accurato e in tempo reale. Tuttavia, realizzare un’elettronica adeguatamente flessibile in grado di svolgere compiti così delicati è una sfida impegnativa e ogni materiale coinvolto deve essere accuratamente progettato.

La maggior parte delle e-skin sono realizzate stratificando un nanomateriale attivo (il sensore) su una superficie elastica che si attacca alla pelle umana. Tuttavia, la connessione tra questi strati è spesso troppo debole, il che riduce la durata e la sensibilità del materiale; in alternativa, se è troppo forte, la flessibilità diventa limitata, rendendo più probabile la rottura del circuito.

Un team di ricercatori ha ora creato una e-skin resistente che utilizza un idrogel rinforzato con nanoparticelle di silicio come substrato e un MXene in carburo di titanio, tenuti insieme da nanofili altamente conduttivi.

Gli idrogel sono composti per oltre il 70% di acqua, il che li rende molto compatibili con i tessuti della pelle umana, hanno spiegato i ricercatori. Il prototipo ha rilevato oggetti a 20 centimetri di distanza, rispondendo agli stimoli in meno di un decimo di secondo. Ha continuato a funzionare bene dopo 5.000 deformazioni, recuperando in circa un quarto di secondo ogni volta. Un risultato sorprendente, a detta dei ricercatori.

Queste e-skin potrebbero monitorare una serie di informazioni biologiche, come le variazioni della pressione sanguigna, che potrebbero poi essere condivise e memorizzate sul cloud via Wi-Fi.

Gli autori hanno sottolineato come uno degli ostacoli che ancora si frappongono all’uso diffuso delle e-skin sia la scalabilità dei sensori ad alta risoluzione, ma che la tecnologia potrebbe avere applicazioni che vanno oltre alla biologia.

Fonte: Science Advances

IT-NON-03676-W-01/2023