Un team di scienziati ha sviluppato una tecnica innovativa per produrre sensori biometrici direttamente stampabili su una vasta gamma di superfici biologiche, come la pelle umana o i petali di un fiore. Questo metodo, recentemente pubblicato su Nature Electronics, prende ispirazione dalla seta di ragno, famosa per la sua capacità di adattarsi e aderire a diverse superfici.
Questi sensori, realizzati con bioelettronica, sono in grado di incorporare diverse capacità di rilevamento, offrendo una soluzione meno intrusiva rispetto ai sensori attualmente utilizzati, come quelli negli smartwatch. La bioelettronica, sviluppata con materiali come il polimero conduttivo biocompatibile PEDOT:PSS, l’acido ialuronico e l’ossido di polietilene, consente la creazione di fibre estremamente sottili e leggere, fino a 50 volte più sottili di un capello umano. Queste fibre possono essere stampate su superfici delicate, come la testa di un dente di leone, senza danneggiarne la struttura.
Il leader dello studio, Yan Huang, sottolinea l’importanza dell’interfaccia tra il dispositivo e la superficie biologica per ottenere una percezione precisa. Huang afferma: “Vogliamo che la bioelettronica sia completamente impercettibile per l’utente, in modo che non interferisca in alcun modo con il modo in cui interagisce con il mondo, e vogliamo che sia sostenibile e con pochi sprechi”.
La stampa 3D rappresenta un ulteriore passo avanti nella produzione di bioelettronica sostenibile, riducendo gli sprechi rispetto ai metodi tradizionali. Tuttavia, la stampa 3D può creare dispositivi più spessi che potrebbero interferire con il comportamento naturale. Il team ha quindi sviluppato una tecnica per produrre bioelettronica ad alte prestazioni, personalizzabile per un’ampia gamma di superfici biologiche, stampandola direttamente su tali superfici.
La “seta di ragno” bioelettronica è prodotta da una soluzione a base d’acqua a temperatura ambiente, permettendo il controllo della “filabilità” delle fibre. Utilizzando un approccio di centrifuga orbitale, i ricercatori hanno permesso alle fibre di aderire a superfici viventi e microstrutture, come le impronte digitali.
I test condotti su superfici diverse, tra cui dita umane e teste di tarassaco, hanno dimostrato che questi sensori offrono prestazioni di alta qualità e sono impercettibili all’utente. Wenyu Wang, primo autore dello studio, ha spiegato: “Il nostro approccio alla rotazione consente alle fibre bioelettroniche di seguire l’anatomia in diversi modi, sia su scala micro che macro, senza la necessità di alcun riconoscimento di immagini”.
Questo metodo apre nuove prospettive per la produzione di elettronica e sensori sostenibili, che possono essere utilizzati in molteplici applicazioni, dal monitoraggio sanitario alla realtà virtuale, fino all’agricoltura di precisione e al monitoraggio ambientale. In futuro, ulteriori materiali funzionali potrebbero essere integrati in questo metodo di stampa in fibra per migliorare i sistemi di calcolo e di conversione di potenza.
