Todo lo que necesitas es un marcador rojo y un láser para construir un sensor.
Quizás sin saberlo, guardamos una buena cantidad de sensores en nuestros bolsillos. Solo en el smartphone hay al menos el acelerómetro para detectar movimiento, el giroscopio para rotación, el sensor de proximidad que detecta la aproximación de nuestro oído, el sensor de huellas para identificación facial. Y la lista se hace más larga si incluimos otros dispositivos electrónicos que utilizamos a diario: desde relojes inteligentes hasta ordenadores portátiles , pasando por todos los sensores que hay en el hogar para la domótica. En resumen, vivimos rodeados de un mundo sensorizado, imprescindible para la recogida de datos.
Se espera que el mercado de sensores registre una CAGR (tasa de crecimiento anual compuesta) del 7,8% durante el período de pronóstico durante los próximos cinco años , y el 50% de los dispositivos conectados a la red serán IoT. De esto podemos entender por qué un número cada vez mayor de investigaciones se centran en la ingeniería de sensores, para el desarrollo de materiales menos costosos y procesos más eficientes. Pero no existe un único material para los sensores, depende mucho del tipo de uso, aunque el silicio es sin duda el más utilizado en electrónica. Ahora llega desde Italia un descubrimiento muy importante para los sensores , que podría representar una pequeña pero gran revolución. Y llegamos allí casi por casualidad, como nos cuenta Francesco Greco, profesor de bioingeniería en el Instituto de BioRobótica de la Scuola Superiore Sant'Anna de Pisa . Un estudiante de doctorado mío, Alexander Dallinger, de la Universidad de Graz (Austria), donde yo me encontraba en una fase de transición por aquel entonces, experimentaba con materiales poliméricos, intentando convertirlos en grafeno mediante un láser. Casualmente, marcó una zona de prueba con un marcador rojo, que al pasar el rayo láser sobre ella, generó una línea negra, típica de la formación del grafeno. A partir de ahí, se inició la investigación científica que condujo al descubrimiento de una sustancia química, contenida en el rojo, la Eosina Y, que resiste el paso del láser, a temperaturas de alrededor de 3 mil grados y permite la formación de un grafeno poroso, no cristalino "con el que crear tanto Material conductor que detecta sin procesos químicos ni disolventes a un coste muy bajo, ya que la tinta es económica y el proceso no requiere entornos controlados ni equipos complejos. De hecho, el láser puede utilizarse para grabar galardones o placas y, «en lugar de montar circuitos o sensores, a menudo pesados, costosos y voluminosos, sobre los objetos, podemos grabarlos directamente donde se necesitan», explica el profesor Greco.
Desde el punto de vista de las aplicaciones, se pueden crear circuitos y sensores en muchas superficies como vidrio, cerámica, madera, tejidos y se pueden plantear muchas aplicaciones tecnológicas. En el campo de la electrónica imprimible , normalmente se utilizan tintas conductoras (por ejemplo hechas de partículas metálicas) para crear circuitos y sensores, mientras que “con este enfoque se puede utilizar la impresión de una tinta de color muy normal y luego definir el circuito o el sensor de grafeno”. Un campo especialmente importante en el que se puede monitorizar localmente la temperatura es el de los chips de ordenadores y teléfonos inteligentes, que tienden a sobrecalentarse y mantener la temperatura correcta es esencial para su funcionamiento. “Nuestra técnica nos permite crear sensores de temperatura de forma no invasiva en la carcasa o incluso directamente en el embalaje del chip , sin aumentar ni el tamaño ni el peso”.
Yendo más allá, pensamos en el sector del automóvil . Nuestros coches ahora están conectados y los sensores son muy comunes no sólo para funciones electrónicas, sino también para componentes mecánicos, sino también partes de la carrocería o del habitáculo donde es "necesario introducir circuitos, sensores de forma mínimamente invasiva, evitando montaje o cableado para la creación de sensores ambientales" argumenta el profesor inventor que patentó el invento. Para un uso más cotidiano , sin embargo, sería interesante conocer la temperatura de nuestra taza de café para disfrutar del momento perfecto de relax diario. Y será posible, aparentemente con sensores imprimibles. En cambio, “para aplicaciones IoT se podría utilizar en objetos a sensorizar que sean capaces de detectar parámetros y comunicarse gracias al uso de tecnologías inalámbricas”.
Mientras tanto, la investigación continúa, porque la intención es ampliar el ámbito de aplicación para desarrollar sensores físicos y químicos de temperatura, deformación, presión destinados a aplicaciones industriales o para dispositivos médicos o para integrarlos en superficies robóticas, especialmente en el campo pionero de la robótica blanda. Para pisar el acelerador en materia de sostenibilidad, el equipo de investigación de Sant'Anna en Pisa está explorando otro ámbito: el uso de colorantes naturales derivados de residuos vegetales o alimentarios con estructuras químicas similares a las de la eosina, a partir de la cual se desarrolló el grafeno. Para reducir el impacto sobre el medio ambiente.
La Repubblica
