Desarrollo de un biomaterial piezoresistivo blando e innovador basado en la interconexión de redes de PDMS elastomérico y esponjas eléctricamente conductivas de PEDOT:PSS
Autores: Cassa, Maria Antonia; Maselli, Martina; Zoso, Alice; Chiono, Valeria; Fracchia, Letizia; Ceresa, Chiara; Ciardelli, Gianluca; Cianchetti, Matteo; Carmagnola, Irene
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Desarrollo de un biomaterial piezoresistivo blando e innovador basado en la interconexión de redes de PDMS elastomérico y esponjas eléctricamente conductivas de PEDOT:PSS
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Transductor flexible
PEDOT:PSS
Esponjas
Entrecruzamiento
Detección de presión
Pruebas biológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Se obtuvo un transductor flexible profundamente interconectado de polidimetilsiloxano (PDMS) y poli(3,4-etilendioxiotiofeno):poliestirensulfonato (PEDOT:PSS) como material para la aplicación de robótica blanda. En primer lugar, se desarrollaron transductores mediante el entrecruzamiento de PEDOT:PSS con 3-glicidiloxipropil-trimetoxisilano (GPTMS) (1, 2 y 3% /) y utilizando liofilización para obtener esponjas porosas. Las esponjas de PEDOT:PSS fueron caracterizadas morfológicamente, mostrando porosidades principalmente entre 200 y 600 um; tales dimensiones de área superficial tienden a disminuir con el aumento de los grados de entrecruzamiento. Una prueba de estabilidad confirmó una buena resistencia durante hasta 28 días para las concentraciones más altas del agente de entrecruzamiento probado. Consecutivamente, las esponjas fueron caracterizadas electromecánicamente, mostrando una variación de resistencia repetible y lineal por los disparadores de presión dentro de los límites de su rango de trabajo (máx = 80% para 1-2% / de GPTMS). Las esponjas que contenían 1% / de GPTMS fueron entrelazadas con un elastómero de silicona para aumentar su elasticidad y estabilidad en agua. El transductor flexible obtenido con este método exhibió una sensibilidad y repetibilidad moderadamente inferiores a las esponjas de PEDOT:PSS, pero la respuesta piezorresistiva se mantuvo estable bajo compresión mecánica. Además, el transductor mostró un comportamiento lineal cuando se estresó dentro de los límites de su rango de trabajo. Por lo tanto, sigue siendo válido para aplicaciones de detección de presión y contacto. Por último, el transductor flexible fue sometido a pruebas biológicas preliminares que indican un potencial para aplicaciones de detección in vivo seguras.
Descripción
Se obtuvo un transductor flexible profundamente interconectado de polidimetilsiloxano (PDMS) y poli(3,4-etilendioxiotiofeno):poliestirensulfonato (PEDOT:PSS) como material para la aplicación de robótica blanda. En primer lugar, se desarrollaron transductores mediante el entrecruzamiento de PEDOT:PSS con 3-glicidiloxipropil-trimetoxisilano (GPTMS) (1, 2 y 3% /) y utilizando liofilización para obtener esponjas porosas. Las esponjas de PEDOT:PSS fueron caracterizadas morfológicamente, mostrando porosidades principalmente entre 200 y 600 um; tales dimensiones de área superficial tienden a disminuir con el aumento de los grados de entrecruzamiento. Una prueba de estabilidad confirmó una buena resistencia durante hasta 28 días para las concentraciones más altas del agente de entrecruzamiento probado. Consecutivamente, las esponjas fueron caracterizadas electromecánicamente, mostrando una variación de resistencia repetible y lineal por los disparadores de presión dentro de los límites de su rango de trabajo (máx = 80% para 1-2% / de GPTMS). Las esponjas que contenían 1% / de GPTMS fueron entrelazadas con un elastómero de silicona para aumentar su elasticidad y estabilidad en agua. El transductor flexible obtenido con este método exhibió una sensibilidad y repetibilidad moderadamente inferiores a las esponjas de PEDOT:PSS, pero la respuesta piezorresistiva se mantuvo estable bajo compresión mecánica. Además, el transductor mostró un comportamiento lineal cuando se estresó dentro de los límites de su rango de trabajo. Por lo tanto, sigue siendo válido para aplicaciones de detección de presión y contacto. Por último, el transductor flexible fue sometido a pruebas biológicas preliminares que indican un potencial para aplicaciones de detección in vivo seguras.