La Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Seúl ha anunciado que un equipo de investigación dirigido por el profesor Seung-Kyun Kang ha desarrollado un sensor de tensión, es decir, que mide la deformación o estiramiento,con una sensibilidad récord en colaboración con investigadores de la Universidad de Dankook, la Universidad de Ajou y la Universidad de Purdue. Más concretamente, este estudio pionero introduce en el mercado un sensor hipersensible, flexible y estirable que consigue combinar microfisuras con metaestructuras de una manera innovadora.
Esta tecnología avanzada permite el diagnóstico de accidentes cerebrovasculares en tiempo real a través de la monitorización continua del flujo sanguíneo, lo que abre nuevas posibilidades en el campo de la ingeniería biomédica de precisión. Según explican los investigadores, los sensores de deformación flexibles y estirables detectan señales biomecánicas o deformaciones de objetos específicos en función de los cambios en la resistencia eléctrica de los materiales conductores.
Esta tecnología avanzada permite el diagnóstico de accidentes cerebrovasculares en tiempo real a través de la monitorización continua del flujo sanguíneo
Los sensores anteriores están limitados por una baja sensibilidad y una disminución significativa del rendimiento al medir deformaciones infinitesimales por debajo de 10−3. Esta limitación plantea desafíos críticos en el diagnóstico temprano de enfermedades asociadas con señales fisiológicas mecánicas, así como en evaluaciones de confiabilidad estructural y evaluaciones de seguridad preventivas. En el caso de las enfermedades cerebrovasculares como la hemorragia cerebral o la isquemia se acompañan de deformaciones infinitesimales menores de 10−3 antes de que se vuelvan potencialmente mortales. De manera similar, los materiales estructurales generalmente experimentan niveles de deformación superficial de 10−5 a 10−3 antes de una falla catastrófica, lo que puede provocar una pérdida significativa de vidas.
Para abordar estos desafíos, el equipo del profesor Kang introdujo una metaestructura con un coeficiente de Poisson negativo, logrando así una sensibilidad hasta 100 veces mayor, en comparación con los sensores anteriores. Por lo tanto, este nuevo dispositivo es capaz de detectar tensiones tan pequeñas como 10-5, equivalente a un cambio de longitud en la escala de un solo átomo en la superficie de un cabello humano.
"Creemos que se desarrollarán aplicaciones de amplio alcance no sólo en bioingeniería y dispositivos médicos, sino también en campos como la robótica"
El equipo de investigación incorporó con éxito los sensores a la superficie de los vasos sanguíneos cerebrales dentro del cráneo, lo que permitió monitorizar en tiempo real los cambios en la presión arterial y el flujo sanguíneo. Además, el sensor está compuesto de materiales biodegradables, lo que le permite descomponerse de forma natural sin dejar residuos a largo plazo en el cuerpo, garantizando así la seguridad del paciente sin necesidad de cirugías adicionales ni efectos secundarios.
“Este estudio no se trata simplemente de mejorar el rendimiento de los sensores, sino de presentar un enfoque innovador que supera las limitaciones fundamentales de las tecnologías anteriores. Creemos que se desarrollarán aplicaciones de amplio alcance no sólo en bioingeniería y dispositivos médicos, sino también en campos como la robótica, la respuesta a desastres y la vigilancia medioambiental", concluyen los investigadores.