Tesi de la Dra. Jessica Fernández i patent d’un ultrawearable d’electrònica epidèrmica amb grafè
La Dra. Jessica Fernández, Directora del Màster en Enginyeria de Disseny Industrial, Responsable de l’Àrea de Disseny i Projectes del Grau en Enginyeria de Disseny Industrial i investigadora d’Elisava Research, ha finalitzat amb excel·lència la seva tesi doctoral Systemic model of a design engineering process using advanced materials. Scientific exploration of smart inks.
Aquesta tesi doctoral se centra en el disseny dun procés projectual per a una enginyeria que dissenya mitjançant materials avançats. Un dels resultats obtinguts, i amb patent P201830504, és un ultrawearable d’electrònica epidèrmica de base grafènica que permet generar i emmagatzemar dades personals.
Es destaca com un dels resultats de la tesi el projecte Smart Skin 2.0, que gira al voltant de les possibilitats d’una nova nanotecnologia, un ultrawearable d’electrònica epidèrmica fet a base de materials grafènics que s’adhereix fàcilment al cos. Hipoalergènica, no invasiva i sense necessitat d’incorporar bateries, aquesta segona pell permet generar i emmagatzemar dades personals de manera no invasiva.
L’origen sorgeix d’investigar per entendre les propietats inusuals d’alguns materials i proposar-los com a punt de partida en el procés de disseny que té com a objectiu la innovació avançada. En aquesta tesi es pren com a material d’interès el grafè, especialment les propietats mecàniques i elèctriques en el seu estat bidimensional.
Per a aquest cas s’ha realitzat una investigació en materials i nanotecnologies integrades al cos des de la literatura científica i industrial, amb l’objectiu de dissenyar un ultrawearable d’electrònica epidèrmica no invasiva. En el procés d’experimentació i caracterització dels materials s’han fet diferents prototips amb materials de base carboni, plata i grafè. Entre aquests, des d’Elisava, es va escollir el més estable en el seu moment per implementar-lo en una prova pilot al festival OFFF que va permetre realitzar el disseny gràfic i la interacció.
Paral·lelament, s’han desenvolupat una sèrie de prototips, però només centrats en l’ús de materials compostos de grafè. Alhora, s’ha treballat en el sistema d’electrònica integrada que permet emmagatzemar i recopilar dades sobre les persones en referència a la seva mobilitat o qualsevol base de dades connectada. Alguns exemples d’aplicacions són l’accés a espais controlats, gestió d’informació de salut personal, accés a espais d’internet (claus i serveis) o espais físics (com gimnasos, aeroports o espectacles) o bé sistemes de pagament.
En fase de prototip, aquesta nova tecnologia pot arribar a funcionar fins a 10 dies seguits i mantenir la fiabilitat de les dades: compta amb un nivell de seguretat similar al d’una targeta de crèdit, DNI o fins i tot d’una empremta dactilar. Un altre dels avantatges tecnològics d’aquest ultrawearable electrònic és que, gràcies a la utilització del grafè, el sistema permet ser més fi i flexible evitant fractures en la nanotecnologia integrada i millorant la seva conductivitat elèctrica.
Finalment, s’ha obtingut la concessió d’una patent relacionada amb el disseny de la tecnologia Smart Skin 2.0, amb data del 28 de setembre de 2021, amb referència P201830504.
Directors de la tesi: Dr. Javier Peña, Director General i Científic d’Elisava; Dr. José María Manero, professor del Departament de Ciència i Enginyeria de Materials de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).
Agraïments especials: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), Ateneu de Fabricació de Gràcia, Festival OFFF, Casa Seat, Lapso Studios, Elisava, UPC – Universitat Politècnica de Catalunya.