Un avance fundamental en el diseño de inductores extensibles, realizado por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, aborda un obstáculo crítico en los wearables inteligentes: mantener un rendimiento inductivo constante durante el movimiento. Publicado en Materials Today Physics, su trabajo establece la relación de aspecto (RA) como el parámetro decisivo para controlar la respuesta inductiva a la tensión mecánica.
Al optimizar los valores de AR, el equipo diseñó bobinas planas que alcanzan una invariancia de deformación casi absoluta, mostrando una variación de inductancia inferior al 1 % con una elongación del 50 %. Esta estabilidad permite una transferencia de potencia inalámbrica (WPT) fiable y la comunicación NFC en aplicaciones wearables dinámicas. Simultáneamente, las configuraciones de AR alta (AR > 10) funcionan como sensores de deformación ultrasensibles con una resolución del 0,01 %, ideales para la monitorización fisiológica de precisión.
Funcionalidad de modo dual lograda:
1. Potencia y datos sin concesiones: Las bobinas de baja AR (AR=1.2) presentan una estabilidad excepcional, limitando la deriva de frecuencia en los osciladores LC a tan solo un 0,3 % con una tensión del 50 %, superando significativamente el rendimiento de los diseños convencionales. Esto garantiza una eficiencia WPT constante (>85 % a 3 cm de distancia) y señales NFC robustas (fluctuación <2 dB), cruciales para implantes médicos y wearables siempre conectados.
2. Detección de grado clínico: Las bobinas de alta AR (AR = 10,5) funcionan como sensores de precisión con mínima sensibilidad cruzada a la temperatura (25-45 °C) o la presión. Los conjuntos integrados permiten el seguimiento en tiempo real de la biomecánica compleja, incluyendo la cinemática de los dedos, la fuerza de agarre (resolución de 0,1 N) y la detección temprana de temblores patológicos (p. ej., enfermedad de Parkinson a 4-7 Hz).
Integración del sistema e impacto:
Estos inductores programables resuelven el dilema histórico entre estabilidad y sensibilidad en la electrónica extensible. Su sinergia con módulos de carga inalámbrica miniaturizados que cumplen con el estándar Qi y la protección avanzada de circuitos (p. ej., fusibles reiniciables, circuitos integrados eFuse) optimiza la eficiencia (>75 %) y la seguridad en cargadores portátiles con espacio limitado. Este marco basado en RA proporciona una metodología de diseño universal para integrar sistemas inductivos robustos en sustratos elásticos.
Camino a seguir:
Combinadas con tecnologías emergentes como los nanogeneradores triboeléctricos intrínsecamente extensibles, estas bobinas aceleran el desarrollo de wearables autoalimentados de grado médico. Estas plataformas prometen una monitorización fisiológica continua y de alta fidelidad, junto con una comunicación inalámbrica inquebrantable, eliminando así la dependencia de componentes rígidos. Los plazos de implementación de textiles inteligentes avanzados, interfaces de RA/RV y sistemas de gestión de enfermedades crónicas se acortan sustancialmente.
«Este trabajo transforma la electrónica portátil del compromiso a la sinergia», afirmó el investigador principal. «Ahora logramos simultáneamente detección de calidad de laboratorio y fiabilidad de nivel militar en plataformas totalmente adaptables a la piel».
Hora de publicación: 26 de junio de 2025