Ingeniería natural: las hojas inspiran una nueva generación de electrónica flexible

La naturaleza ha sido, desde siempre, una fuente inagotable de inspiración para la ciencia y la tecnología. Se trata de una disciplina conocida como biomimética. Un ejemplo reciente lo encontramos en Finlandia, donde un grupo de investigadores ha desarrollado una técnica capaz de reproducir las complejas estructuras de las hojas de los árboles para aplicarlas en dispositivos electrónicos flexibles. Esta innovación no solo mejora el rendimiento de estos dispositivos, sino que también propone un enfoque más sostenible y eficiente para su fabricación.

En este artículo podrás leer acerca de:

• Fractales naturales
• Ventajas de las superficies biomiméticas
• Aplicaciones en el mundo real
• Lo que nos depara el futuro

Fractales naturales: la clave está en las hojas

Las hojas de los árboles presentan estructuras fractales, es decir, patrones que se repiten a diferentes escalas y que optimizan funciones como la conducción de nutrientes o la captación de luz. Inspirándose en estos diseños, los investigadores han empleado las estructuras de hojas secas —en concreto, de la especie Ficus religiosa— como moldes naturales. Al pulverizar sobre ellas diversos materiales y separar posteriormente la nueva superficie a modo de calcomanía, han logrado reproducir sus microestructuras con una precisión superior al 90 %.

Este proceso permite transferir patrones biológicos complejos a materiales flexibles y funcionales, lo que representa un salto cualitativo en la fabricación de electrónica avanzada.

Ventajas de las superficies biomiméticas

Los patrones fractales replicados ofrecen una serie de ventajas clave para el desarrollo de dispositivos electrónicos flexibles:

• Mayor área superficial sin pérdida de flexibilidad. Las estructuras jerárquicas permiten una mayor superficie de contacto manteniendo la capacidad de adaptarse a movimientos o curvaturas.
• Mejora de la conductividad y eficiencia energética. Estos patrones favorecen un mejor transporte de carga, mayor disipación de energía y una respuesta más eficiente ante estímulos mecánicos, lo que se traduce en mayor durabilidad y fiabilidad del dispositivo.
• Compatibilidad con nuevas aplicaciones. Esta tecnología se adapta a soluciones tan diversas como sensores portátiles, electrodos transparentes o pieles electrónicas para prótesis y dispositivos robóticos.

Aplicaciones concretas: sensores de presión y tacto artificial

Una de las aplicaciones más prometedoras de esta técnica es el desarrollo de sensores de presión ultrafinos y flexibles. En uno de los experimentos, los investigadores integraron un sensor de este tipo en la yema de un dedo robótico. Gracias a ello, el dispositivo fue capaz de detectar el contacto y reaccionar ante estímulos externos en una simulación del sentido del tacto.

Este tipo de sensores también podría aplicarse a prótesis inteligentes para facilitar la interacción con el entorno, o a tecnologías vestibles que monitoricen el movimiento corporal de forma precisa y continua.

Sostenibilidad y escalabilidad: ventajas frente a otras técnicas

A diferencia de otros enfoques como el origami o el kirigami, que generan patrones fractales de forma artificial, las hojas ofrecen estructuras naturales ya optimizadas por la evolución. Además, este método no requiere laboratorios con entornos asépticos o procesos industriales complejos, lo que reduce tanto el coste energético como el impacto ambiental.

Eso sí, los esqueletos de hoja no son, por sí mismos, duraderos ni elásticos. Por ello, los patrones se transfieren a materiales como el nailon, que permiten conservar la estructura mientras se mejora su resistencia y flexibilidad. Este paso es clave para la producción a gran escala, ya que garantiza que los dispositivos mantengan sus propiedades mecánicas y funcionales incluso tras múltiples ciclos de uso.

Adicionalmente, el uso de polímeros sostenibles y materiales conductores alternativos a los metales tradicionales permite reducir aún más la huella ecológica del proceso.

¿Qué nos depara el futuro?

El equipo responsable de este avance pertenece al grupo de investigación “Materiales para dispositivos flexibles” de la Universidad de Turku, y está especializado en el uso de nanomateriales, arquitecturas bioinspiradas y técnicas de microfabricación aplicadas a la electrónica.

Su principal objetivo es avanzar en el desarrollo de soluciones que combinen la eficiencia funcional de la naturaleza con la versatilidad de los materiales modernos. Con esta nueva técnica biomimética no solo se sientan las bases para una nueva generación de dispositivos electrónicos, sino que también se redefine la forma en que concebimos la fabricación de tecnología: más cercana a la lógica de los ecosistemas que a la de las fábricas tradicionales.

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Fuente:

• Universidad de Turku