Crean ‘tatuajes electrónicos’ ultrafinos para monitorizar la salud desde la piel – Estrella Digital

Los dispositivos, ultrafinos y transferibles como una calcomanía, pueden integrarse en superficies curvas, rugosas o blandas y abren nuevas posibilidades para la monitorización de la salud y la electrónica portátil
Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas han desarrollado una nueva generación de dispositivos electrónicos ultrafinos capaces de adaptarse a superficies muy distintas, desde la piel hasta textiles, hojas de plantas o tejidos biológicos. La clave está en una tecnología inspirada en las calcomanías y los tatuajes temporales, que permite transferir estos dispositivos sobre superficies curvas, rugosas o deformables sin que pierdan su funcionamiento eléctrico.
El avance, liderado desde el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, dependiente del CSIC, forma parte de un proyecto europeo y acaba de publicarse en la revista científica ACS Nano. El trabajo plantea un método de fabricación más económico y escalable para un tipo de electrónica que puede tener aplicaciones relevantes en el ámbito sanitario, especialmente en dispositivos portátiles destinados a monitorizar la salud de los pacientes.
Los llamados dispositivos conformables tienen una particularidad: deben ajustarse con precisión a superficies que no son rígidas ni planas. La piel, por ejemplo, se dobla, se estira y presenta irregularidades. Lo mismo ocurre con algunos tejidos biológicos o con determinados textiles. Para que un dispositivo funcione en ese entorno, no basta con que sea pequeño o flexible; tiene que mantener un rendimiento eléctrico fiable mientras se adapta a una superficie cambiante.
Ese ha sido, hasta ahora, uno de los grandes retos de la electrónica conformable. Según explica Andrés Castellanos-Gómez, investigador del CSIC en el ICMM y líder del proyecto en España, estos dispositivos deben adaptarse a superficies blandas, curvas y dinámicamente deformables sin perder sus propiedades. El problema es que integrar semiconductores bidimensionales en sistemas electrónicos de este tipo sigue siendo un proceso complejo.
El equipo del CSIC ha encontrado una vía prometedora en los papeles de transferencia empleados para tatuajes temporales y calcomanías al agua. Estos soportes permiten trasladar películas ultrafinas a superficies irregulares como la piel, el vidrio o los plásticos, de una forma sencilla y con un coste reducido.
A partir de esa idea, los investigadores han combinado una tecnología propia de exfoliación mecánica de alto rendimiento, conocida como roll-to-roll, con sustratos ultrafinos usados en las calcomanías comerciales. El resultado es una plataforma que permite fabricar dispositivos electrónicos transferibles basados en materiales semiconductores bidimensionales.
El procedimiento comienza con una estrategia de exfoliación en seco mediante dos cilindros enfrentados, una tecnología patentada por el grupo. Con ella obtienen películas de gran superficie formadas por láminas semiconductoras 2D interconectadas. Después, esas películas se integran en plataformas ultrafinas y transferibles, similares a las que se usan en los tatuajes temporales.
Gracias a este método, el equipo ha fabricado fotodetectores, termistores y transistores que pueden transferirse directamente a superficies rugosas y curvas. En las pruebas realizadas, estos dispositivos han funcionado sobre piel, cuero sintético y hojas de plantas, lo que demuestra su capacidad para adaptarse a entornos muy distintos.
Uno de los aspectos más relevantes del avance es que no se limita a una prueba de laboratorio a pequeña escala. Los investigadores subrayan que uno de los principales obstáculos de la electrónica conformable basada en materiales 2D es precisamente la falta de métodos de fabricación escalables, baratos y capaces de mantener una alta calidad electrónica.
Hasta ahora, muchas aproximaciones dependían de técnicas complejas, costosas o poco adecuadas para producir grandes superficies. La exfoliación en fase líquida, por ejemplo, puede dejar restos de disolventes y ofrecer una conectividad limitada entre las láminas. Por su parte, la fabricación mediante evaporación química requiere infraestructuras caras y procesos de transferencia más complicados.
Frente a esas limitaciones, la exfoliación mecánica con cilindros permite obtener películas secas e interconectadas que pueden integrarse con más facilidad en soportes ultrafinos. La combinación con calcomanías al agua ofrece así una ruta de bajo coste hacia dispositivos electrónicos más adaptables y potencialmente más fáciles de producir.
La investigación abre nuevas posibilidades para el desarrollo de dispositivos portátiles, sensores de salud y sistemas electrónicos capaces de interactuar con superficies biológicas. Al poder colocarse sobre la piel o sobre tejidos flexibles, estos ‘tatuajes electrónicos’ podrían utilizarse en el futuro para registrar señales fisiológicas, medir cambios de temperatura, detectar luz o integrarse en plataformas biomédicas de seguimiento.
Los dispositivos fabricados por el equipo han mostrado un funcionamiento fiable en superficies rugosas y flexibles. Según los investigadores, los fotodetectores, termistores y transistores obtenidos presentan alta respuesta, buenos coeficientes de temperatura de resistencia y funcionamiento de transistor de alta movilidad y bajo voltaje.
Para Yigit Sozen, investigador del CSIC en el ICMM y uno de los autores principales del trabajo, esta plataforma extiende la electrónica basada en tatuajes más allá de los sistemas orgánicos y establece una vía práctica para fabricar dispositivos portátiles y con interfaz biológica de alto rendimiento.
El avance no significa que estos dispositivos vayan a llegar de inmediato al mercado, pero sí supone un paso importante hacia una electrónica más ligera, adaptable y accesible. Una tecnología capaz de pegarse como una calcomanía y funcionar sobre superficies complejas podría convertirse en una herramienta clave para la medicina personalizada, la monitorización continua de pacientes y la integración de sensores en objetos cotidianos.
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