Investigadores de la Universidad de Tokio, en Japón, han desarrollado una capa protectora orgánica ultradelgada y ultraflexible y han demostrado su uso mediante la creación de un monitor de diodo orgánico de emisión de luz (OLED) estable en el aire. Esta tecnología permitirá la creación de dispositivos de piel electrónica (e-piel) para medir los niveles de oxígeno en la sangre, sensores de frecuencia cardiaca de e-piel para los atletas y muchas otras aplicaciones.
Integrar los dispositivos electrónicos con el cuerpo humano para mejorar o restaurar la función del cuerpo para aplicaciones biomédicas es el objetivo de científicos de todo el mundo. En particular, la electrónica portátil tiene que ser delgada y flexible para minimizar el impacto donde se une al cuerpo, pero la mayoría de los dispositivos desarrollados hasta ahora han requerido vidrio de un espesor de escala milimétrica o sustratos de plástico con una flexibilidad limitada, mientras que los dispositivos orgánicos delgados y flexibles a escala micrométrica no han sido lo suficientemente estables para sobrevivir en el aire.
El grupo de investigación del profesor Takao Someya y el doctor Tomoyuki Yokota, de la Escuela de Ingeniería de Tokio, en Japón, ha desarrollado una película protectora de alta calidad de menos de dos micrómetros de espesor que permite la producción de pantallas electrónicas portátiles ultra finas y ultraflexilbes de alto rendimiento y otra dispositivos.
El equipo desarrolló la película protectora alternando capas inorgánicas (silicona de oxinitrato) y materia orgánica (parileno). La película protectora impidió el paso de oxígeno y vapor de agua en el aire, alargando los tiempos de vida del dispositivo desde las pocas horas vistas en la investigación anterior a varios días. Además, el grupo de investigación consiguió unir electrodos transparentes de óxido de indio y estaño (ITO) a un sustrato ultrafino sin dañarlo, haciendo posible el sistema de e-piel.
Para el uso de la nueva capa de protección y los electrodos de ITO, el grupo de investigación creó polímero diodos emisores de luz (PLED, por sus siglas en inglés) y fotodetectores orgánicos (OPD, por sus siglas en inglés). Estos fueron lo suficientemente delgados para ser fijados a la piel y lo suficientemente flexibles como para distorsionarse y arrugarse en respuesta al movimiento del cuerpo.
Los PLED tenían sólo tres micrómetros de espesor y eran más de seis veces más eficientes que los PLED ultrafinos previos. La reducción en la generación de calor y el consumo de energía los hace particularmente adecuados para la unión directa al cuerpo para aplicaciones médicas, como pantallas sobre la concentración de oxígeno en la sangre o la frecuencia del pulso. Los autores también combinaron PLED rojo y verde de células fotoeléctricas para mostrar un sensor de oxígeno en la sangre.