Ingenieros crean aparatos electrónicos elásticos y multicapas

Zhenlong Huang et al. / Nature Electronics, 2018

Ingenieros de EEUU y China han aprendido a crear dispositivos electrónicos elásticos de varias capas. Los principales componentes de estos dispositivos, por ejemplo, los chips, están hechos de materiales duros, pero las conexiones, las capas y el sustrato están hechos de materiales que no se destruyen por la tracción o torsión. El artículo está publicado en Nature Electronics.

Los ingenieros llevan tiempo desarrollando materiales y métodos necesarios para crear aparatos electrónicos elásticos funcionales. Se supone que en el futuro estos dispositivos electrónicos podrán suplantar los dispositivos portátiles de hoy en día fabricados con materiales duros, que son susceptibles de destrucción. A pesar de los avances provisionales en este área, por ahora que los aparatos electrónicos flexibles siguen siendo un problema no resuelto.

Un grupo de ingenieros de EEUU y China, dirigido por Sheng Xu de la Universidad de California en San Diego, desarrolló un método que permite realizar dichas uniones en dispositivos electrónicos elásticos multicapas. La base de cada capa o placa elástica es un sustrato de elastómero de silicona. el sustrato cumple la función de soporte mecánico para los componentes restantes, y también aísla las capas. En cada capa se aplican dos tipos de elementos: componentes electrónicos rígidos, como microprocesadores, y trayectorias conductoras elásticas. Estas pistas constan de película de cobre y poliimida, y tienen una forma de zigzag que permite estirarlas junto con el sustrato de silicona sin romperse.

Esquema del dispositivo

Zhenlong Huang et al. / Nature Electronics, 2018


Una de las principales innovaciones propuestas por los ingenieros del método consiste en la forma de unir las capas. Para ello, como en el caso de las tablas rígidas convencionales, en ciertas lugares de ciertas capas, se crean aberturas de transición. Dado que los agujeros deben ser pequeños, los investigadores los quemaron con un rayo láser. Luego, en el agujero se vierte una aleación de soldadura, que conecta dos contactos conductores.

Microestructura de agujeros en las capas

Zhenlong Huang et al. / Nature Electronics, 2018


Los investigadores demostraron la aplicabilidad del método a varios prototipos multicapa: crearon un dispositivo multifuncional con sensores de tracción, giroscopio, acelerómetro, termómetro, transmisor Bluetooth y varios otros componentes. El dispositivo se puede unir de forma segura a la piel sin ningún tipo de pegamento. Los ingenieros han demostrado que con la ayuda de uno de estos dispositivos se pueden medir varios indicadores fisiológicos. Por ejemplo, se puede usar para medir la temperatura corporal, registrar los movimientos y la frecuencia respiratoria, y también como un electrocardiógrafo.

María Cervantes
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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