Revolucionando la biomedicina y la agricultura a partir de la fotodetección

¿Es posible la creación de un fotodetector que se estire como piel humana, y tenga aplicaciones en áreas tan disímiles como biomedicina, robótica, seguridad y agricultura? De la misma manera que el ojo humano reconoce cambios en el cuerpo humano o el entorno físico, un fotodetector puede distinguir la presencia o ausencia de luz, y entregar esa información en formato digital. ¡Esto podría abrir la puerta a un sinfín de aplicaciones!

Precisamente en esto he trabajado durante tres años –como único académico chileno- junto a destacados investigadores del Georgia Institute of Technology (GT), de Atlanta, Georgia, Estados Unidos, proyecto que involucró a profesionales de diversas especialidades, incluyendo ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica y ciencias de la computación, y que fue publicado recientemente por la revista Science Advances.

El innovador material desarrollado puede aumentar su tamaño en un 200% sin perder sus cualidades de detección de luz ni su rendimiento electrónico. De acuerdo a los estudios de esfuerzo-deformación realizados, la elasticidad del dispositivo es comparable o superior a la de tejido humano y brindaría una superficie de captura de luz amplia y versátil. Esto es clave pues distingue al fotodetector de la mayoría de los detectores de luz electrónicos disponibles.

Podríamos imaginar una banda elástica suave y estirable como la piel humana, pero con propiedades electrónicas similares a las de una cámara digital incorporada en un teléfono inteligente. Eso busca demostrar este proyecto. En particular, los materiales utilizados permiten detectar iluminación cientos de millones de veces más débil que la de una ampolleta tradicional. Es decir, la misma luz que le llegaría a un ojo humano mirando al cielo en una noche estrellada.

Sin embargo –y si bien el revolucionario material fue incorporado en un dispositivo fotodetector y sus propiedades fueron confirmadas- se requieren estudios adicionales para optimizar su funcionamiento. Se prevén interesantes aplicaciones en electrónica implantable, las que permitirían reemplazar o aumentar el rendimiento del ojo humano, ya que este noble órgano es un fotodetector estirable por excelencia y este avance abre una ruta para aumentar sus facultades.

Tenemos la convicción de que el potencial de esta investigación se extiende más allá de la biomedicina y la robótica. Por ejemplo, agricultores podrían adherir estos dispositivos a frutas y verduras para monitorear su crecimiento, identificar potenciales enfermedades o elegir el momento óptimo de cosecha. Esto sin contar aplicaciones en textiles, envases, embalajes, etc.

En el corto plazo, queremos extender el rango de detección del dispositivo a luz invisible por el ojo humano, por ejemplo, luz infrarroja. Simultáneamente, nos enfocaremos en reemplazar las técnicas de fabricación utilizadas, a escala de laboratorio, con procesos compatibles con manufactura industrial. Cooperando desde Chile, esperamos continuar impulsando avances en este sentido para que, en el mediano y largo plazo, nuestro país tenga un lugar en el desarrollo de estas tecnologías.

*Académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez