Tatuajes electrónicos recolectan energía y monitorean la salud en tiempo real

Los tatuajes electrónicos ultrafinos ofrecen una alternativa prometedora; sin embargo, integrar la generación, el almacenamiento y la detección de energía en una plataforma compatible con la piel ha sido un desafío. Nuevas investigaciones demuestran ahora un tatuaje electrónico único capaz de recolectar energía del movimiento humano, almacenarla y monitorizar simultáneamente señales fisiológicas en tiempo real.

Investigadores de la Universidad Estatal de Boise (Boise, ID, EUA) han desarrollado un tatuaje electrónico multifuncional utilizando fibras electrohiladas de poli(vinil butiral-co-vinil alcohol-co-vinil acetato) recubiertas con MXenes de carburo de titanio. Esta combinación de materiales proporciona alta conductividad, flexibilidad, transpirabilidad y biocompatibilidad, lo que permite que el dispositivo se adapte perfectamente a la piel y mantenga su durabilidad durante el movimiento diario.

Al integrar MXene en fibras poliméricas electrohiladas, los investigadores crearon un nanogenerador triboeléctrico capaz de extraer energía directamente del movimiento humano. Se incorporó un condensador de placas paralelas a la misma plataforma para facilitar el almacenamiento de energía de bajo consumo y la detección táctil. El equipo también evaluó la capacidad del dispositivo para capturar señales biométricas, incluyendo datos de electrocardiograma y electromiografía, bajo tensión, compresión y torsión.

El tatuaje electrónico alcanzó una densidad de potencia máxima de 250 mW·m⁻² mediante la captación de energía triboeléctrica, lo que demuestra una conversión eficiente del movimiento mecánico en energía eléctrica. El dispositivo registró con éxito señales de ECG y EMG de alta calidad con una degradación mínima de la señal, incluso durante un uso prolongado. Durante las pruebas, el tatuaje mantuvo una fuerte adhesión, flexibilidad mecánica y transpirabilidad, lo que demuestra su idoneidad para un uso continuo en condiciones reales.

Al combinar la recolección, el almacenamiento y la monitorización de bioseñales de energía en una única plataforma adaptable a la piel, el tatuaje electrónico abre la puerta a sistemas portátiles autoalimentados. Entre las aplicaciones potenciales se incluyen la monitorización de la salud a largo plazo, las interfaces humano-máquina y la electrónica autónoma en energía que elimina la necesidad de baterías externas. Este enfoque también se basa en trabajos previos en tecnologías energéticas basadas en MXene, lo que facilita la fabricación escalable de dispositivos portátiles de nueva generación.

“Esta investigación destaca la promesa de los compuestos de polímero MXene para crear dispositivos multifuncionales que se adaptan a la piel”, afirmó Ajay Pratap, estudiante de doctorado y autor principal del estudio. “Nuestro tatuaje electrónico integra la captación y el almacenamiento de energía, así como la monitorización de bioseñales, en una única plataforma, lo que abre el camino a sistemas portátiles autoalimentados”.

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Universidad Estatal de Boise