Dispositivo portátil de vanguardia con nanocables de oro podría mejorar diagnóstico de enfermedades

También se está volviendo cada vez más popular en la tecnología portátil avanzada. Los dispositivos portátiles, que vienen en diversas formas, como accesorios y parches, son cruciales para monitorear señales físicas, químicas y electrofisiológicas para el diagnóstico y manejo de enfermedades. Investigaciones recientes se han enfocado en la creación de dispositivos portátiles que puedan medir simultáneamente múltiples señales biológicas. Sin embargo, esto plantea desafíos debido a la necesidad de diferentes materiales para cada señal, lo que genera una fabricación compleja, daños en la interfaz y una menor estabilidad del dispositivo. Además, el análisis de estas diversas señales normalmente requiere algoritmos y sistemas de procesamiento adicionales. Los investigadores ahora han logrado un gran avance al utilizar nanocables de oro (Au) de diferentes formas para crear un sensor portátil integrado capaz de medir y procesar dos bioseñales al mismo tiempo.

En la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH, Gyeongbuk, Corea), los investigadores han combinado de forma innovadora nanocables de oro con plata (Ag), reconocidos por su extrema delgadez, ligereza y conductividad, y que generalmente se utilizan en dispositivos portátiles. Primero desarrollaron nanocables de oro a granel recubriendo nanocables de plata con oro, evitando así la reacción galvánica. Luego, crearon nanocables de oro huecos grabando selectivamente la plata de los nanocables recubiertos de oro. Los nanocables de oro a granel demostraron una alta sensibilidad a los cambios de temperatura, mientras que los nanocables de oro huecos fueron particularmente sensibles a las variaciones más leves de tensión.

Luego, estos nanocables se dispusieron sobre un sustrato hecho de polímero de estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS), asegurando una integración perfecta sin separaciones. Utilizando dos tipos de nanocables de oro, cada uno con propiedades únicas, los investigadores pudieron crear un sensor integrado que mide simultáneamente la temperatura y la tensión. También desarrollaron un circuito lógico para el procesamiento de señales, empleando un factor de cálculo negativo logrado agregando corrugaciones a escala micrométrica al patrón. Esta innovación dio como resultado un sistema de dispositivo portátil inteligente capaz de capturar y analizar señales utilizando un solo material de Au.

Los sensores mostraron un desempeño excelente al detectar movimientos musculares sutiles, identificar los latidos del corazón, reconocer el habla a partir de temblores de las cuerdas vocales y monitorear los cambios de temperatura corporal. Sorprendentemente, estos sensores permanecieron muy estables sin dañar las interfaces de los materiales. Su flexibilidad y elasticidad permitieron una perfecta adherencia a los contornos de la piel.

"Esta investigación subraya el potencial para el desarrollo de una plataforma bioelectrónica futurista capaz de analizar una gama diversa de bioseñales", dijo el profesor Sei Kwang Hahn, quien dirigió el equipo de investigación. "Vislumbramos nuevas perspectivas en diversas industrias, incluida la atención médica y los sistemas electrónicos integrados".

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POSTECH