El desafío autoimpuesto fue poder sentir a través del cabello, una situación mucho más desafiante que sentir a través de la piel desnuda.
El material de partida para los electrodos es una oblea de silicio cubierta con una superficie delgada de carburo de silicio.
Se usó litografía y grabado para modelar una matriz de hexágonos y luego grabarlos en pilares de silicio hexagonales cortos de ~100 μm de ancho y 10 μm de alto, aún con una capa de SiC de 500 nm de espesor encima de cada uno.
Usando un niquelado temporal y un tratamiento térmico, la parte superior del SiC se convirtió en grafeno policristalino, y los desechos de siliciuro de níquel se eliminaron químicamente.
Ocho de estos electrodos, cada uno ~1cm3 en el área, donde se unió a una tira de goma ancha y se ató sobre la corteza visual en la parte posterior de la cabeza de un voluntario, una parte del cuero cabelludo fuertemente curvada y típicamente peluda, con una barba de 5 mm en este caso.
Según el equipo, reunido en toda la Universidad de Tecnología Sydney, los electrodos húmedos de Ag-AgCl suelen alcanzar una resistencia de contacto de 5-30 kΩ (50 Hz) y una relación señal-ruido de 30 ± 5 dB, que es exactamente lo que lograron en la parte de control de este experimento. Dijeron que los electrodos secos convencionales tienden a obtener una puntuación >200kΩ y 5±3dB incluso sobre la piel desnuda.
Los ocho electrodos de silicio-grafeno micromecanizados en seco obtuvieron puntajes variados, desde 5±5dB hasta 25±5dB (con un promedio de ~15dB) sobre cabello de 5 mm, y los investigadores argumentan que cambiar a un casco personalizado de la correa de goma ad hoc podría elevar el promedio más cerca a la cifra de 25dB.
En una demostración de los electrodos, se controló a un perro robot a través de los ocho electrodos, con el voluntario mirando uno de varios cuadrados blancos en una pantalla, según lo que el robot debía hacer.
Cada uno de los cuadrados brilló de manera diferente, algo que los electrodos secos podían captar desde la corteza visual a través del cráneo, el cuero cabelludo y el cabello.
"Aunque los nuevos electrodos aún no funcionaban tan bien como los sensores húmedos, los investigadores dicen que este trabajo representa un primer paso hacia el desarrollo de sensores secos robustos y fáciles de implementar para ayudar a expandir las aplicaciones de las interfaces cerebro-máquina", según la Universidad.
El trabajo se cubre en detalle en 'Sensores no invasivos para interfaces cerebro-máquina basados en grafeno epitaxial micropatronado', publicado en ACS Applied Nano Materiels (el artículo completo se puede leer sin pagar).