Con el aumento diario del uso de diversos productos electrónicos, desde relojes inteligentes y otros dispositivos wearables hasta sensores implantables en el cuerpo humano, parches inteligentes para la piel y dispositivos de monitoreo desechables, estos aportan conveniencia a la vida de las personas, pero el problema de los residuos electrónicos (e-waste) generados después de su descarte se ha vuelto cada vez más grave, convirtiéndose en un desafío ambiental que no puede ignorarse. En este contexto, llegan buenas noticias del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST).

El equipo de investigación conjunta liderado por el doctor Sangho Cho del Centro de Investigación de Materiales Extremos de KIST y el doctor Yongho Joo del Centro de Investigación de Materiales Compuestos Funcionales ha desarrollado exitosamente un nuevo material polimérico. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Angewandte Chemie International Edition.

Este material polimérico presenta ventajas significativas. Es biocompatible y suficientemente estable para ser implantado en el cuerpo humano. Su proceso de degradación puede controlarse con precisión ajustando el grosor y la composición de la capa protectora; una vez que se disuelve la capa protectora, el material se degrada naturalmente en el agua en aproximadamente tres días, sin dejar residuos.

Previamente, aunque se habían desarrollado dispositivos electrónicos solubles en agua, generalmente presentaban problemas como pobre capacidad de almacenamiento de datos, rendimiento limitado y susceptibilidad a deformaciones mecánicas repetidas. Para superar estos desafíos, el equipo de KIST diseñó una nueva estructura molecular (PCL-TEMPO), combinando la molécula orgánica funcional TEMPO, capaz de almacenar información eléctrica, con el polímero biodegradable policaprolactona (PCL). Este diseño innovador hace posible que un solo sistema molecular logre simultáneamente el almacenamiento de señales eléctricas y la degradación natural.

El dispositivo de almacenamiento fabricado con este material presenta un rendimiento excelente. Tiene una capacidad de reconocimiento de señales excepcional, distinguiendo con precisión los estados "encendido" y "apagado" en más de un millón de ciclos, y puede almacenar datos de manera confiable por más de 10.000 segundos. Además, después de más de 250 ciclos de escritura-borrado o más de 3.000 flexiones, el rendimiento del dispositivo sigue siendo estable, representando una combinación perfecta de durabilidad y rendimiento en dispositivos electrónicos orgánicos.

El potencial de aplicación de esta tecnología es muy amplio, no solo para dispositivos médicos implantables, sino también para sistemas de monitoreo médico desechables, implantes quirúrgicos que se degradan naturalmente después de la cirugía, dispositivos de almacenamiento de datos ecológicos y herramientas de reconocimiento militar desechables. Especialmente para dispositivos médicos implantables, desaparecen naturalmente en el cuerpo sin necesidad de cirugía de remoción, lo que reduce significativamente el malestar del paciente y los costos médicos. Al mismo tiempo, esta tecnología proporciona nuevas ideas para resolver el problema cada vez más grave de los residuos electrónicos, apoyando fuertemente el logro de los objetivos globales de neutralidad de carbono.

El doctor Cho indicó que este logro es significativo, ya que es la primera vez que se integra una función de autodestrucción física en un dispositivo de almacenamiento orgánico de alto rendimiento. En el futuro, el equipo de investigación planea desarrollar "dispositivos electrónicos transitorios inteligentes" integrando funciones de autorreparación y respuesta a la luz, acelerando la comercialización de la próxima generación de dispositivos bioelectrónicos y ecológicos.