Electrónica flexible y de bajo coste, ¿el futuro de los circuitos integrados?



Alguna que otra vez hemos hablado de algunas técnicas de fabricación de circuitos electrónicos que apuestan por la impresión de éstos como si de tinta se tratase e imprimiésemos un documento sobre un trozo de papel, con la salvedad que en vez de usar un papel se utiliza un sustrato flexible como el plástico. Este nuevo proceso de fabricación abre las puertas a una nueva generación de dispositivos electrónicos que pueden enrollarse, doblarse o estirarse y adaptarse a cualquier tipo de superficie, permitiéndonos obtener sensores que se puedan introducir en una grieta encontrada en un pilar de hormigón, sobre un apósito de una herida o sobre el precinto de garantía de un envase.

Lógicamente, la clave para la explosión de esta nueva forma de fabricar circuitos integrados pasa por la obtención de un proceso de fabricación de bajo coste que permita obtener unidades de manera masiva a un precio razonable. Un grupo de investigación del Departamento de Energía de Estados Unidos, concretamente del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, ha desarrollado una nueva técnica para desarrollar circuitos flexibles y elásticos a bajo coste mediante la utilización de nanotubos de carbono para la fabricación de transistores.

Para comprobar que los circuitos funcionaban, los investigadores decidieron desarrollar una piel artificial, basada en estos dispositivos, que era capaz de detectar y responder al tacto.

Con esta tecnología hemos sido capaces de producir una matriz activa de transistores que son elásticos, planos y mecánicamente flexibles gracias a una pared uniforme de nanotubos de carbono que cubren un área de aproximadamente 56 centímetros cuadrados. Esta tecnología, en combinación con la impresión de inyección de tinta de los contactos de metal, debería proporcionarnos la tecnología de bajo coste necesaria para desarrollar dispositivos electrónicos flexibles en el futuro

No es el primer equipo de investigadores que trabaja en este sentido, de hecho, se estima que la demanda de dispositivos electrónicos plásticos sea algo con tendencia a aumentar con los años y en la que los nanotubos de carbono serán un componente fundamental gracias que presentan una alta movilidad para los electrones pero, por contra, presentan algunos problemas con los tiempos de activación/desactivación.

¿Y cómo han fabricado estos circuitos? Los investigadores utilizaron una solución de nanotubos de carbono enriquecida con tubos semiconductores, un sustrato delgado de poliamida (un polímero de alta resistencia y flexibilidad) sobre el que se realizaron agujeros en forma hexagonal. Sobre esta base, se depositaron sustratos de silicio, óxidos de aluminio y los nanotubos.



Con estos transistores construyeron la piel artificial que estaba formada por 96 sensores, a los que denominaron píxeles (formando una superficie de unos 24 centímetros cuadrados) donde cada píxel estaba formado por uno de estos transistores. Para demostrar que eran sensibles a la presión, depositaron un peso en forma de L para detectar las deformaciones provocadas en cada píxel, el estiramiento del sustrato y la activación de los transistores.

¿Y qué utilidad puede tener la electrónica flexible? En un futuro podrían propiciar la llegada de pantallas flexibles y plegables, la posibilidad de crear una nueva gama de sensores (muy baratos y fáciles de desplegar) o sistemas biocompatibles que permitan monitorizar el estado de pacientes crónicos, por ejemplo.