Después de algunas décadas de desarrollo de la electrónica a un ritmo vertiginoso, desde computadoras personales y teléfonos móviles hasta dispositivos portátiles, teléfonos inteligentes y tabletas:hay indicios de que los avances tecnológicos se están estancando. Por ejemplo, su nuevo iPhone realmente no es muy diferente del anterior. Y las computadoras portátiles prácticamente todas se ven y funcionan igual.

Los ingenieros necesitan nuevas inspiraciones para las innovaciones. Una fuente, por extraño que parezca, son artes antiguas. Mi trabajo, por ejemplo, está inspirado en el kirigami, un primo menos conocido del arte plegable del origami. Puede que incluso hayas hecho kirigami cuando eras niño, doblar y cortar para hacer copos de nieve de papel. Los materiales inspirados en estas artes se pueden utilizar para mejorar la ropa inteligente, construya teléfonos inteligentes flexibles y haga las prótesis más livianas.

Corte de papel

La palabra kirigami es el nombre en inglés del arte de cortar papel. Los arqueólogos dicen que el kirigami se remonta a antes del siglo XVII en Japón. Todavía es un arte popular popular en los países asiáticos, donde la gente hace kirigami para celebrar el año nuevo lunar, bebés recién nacidos, matrimonio y otros eventos importantes.

Típicamente, kirigami comienza con una base de papel doblada, que se corta, desplegado y aplanado para hacer la obra de arte final. Los intrincados patrones crean hermosas obras de arte basadas en principios matemáticos y de diseño que pueden cambiar los comportamientos mecánicos del material que se corta. Por ejemplo, un patrón en particular puede hacer que el papel sea más fuerte o más estirable.

Una idea de ingeniería

Así como los practicantes de kirigami cortan y doblan papel, los ingenieros pueden cortar y doblar materiales que a su vez pueden incorporarse a dispositivos electrónicos.

Las innovaciones recientes en la electrónica de bajo consumo han creado dispositivos electrónicos portátiles, papel de tinta electrónica de alto rendimiento, piel artificial electrónica y tejidos inteligentes. Pero muchas de estas creaciones dependen, al menos en parte, en placas de circuito tradicionalmente impresas, que normalmente están hechos de silicio y metales. Son duros y quebradizos, no son buenos para el cuerpo humano. La gente necesita ropa, papel y artículos que puedan soportar curvas y curvas.

La comunidad investigadora, así como empresas de tecnología y confección, está ansioso por hacer que los dispositivos electrónicos sean lo más flexibles y flexibles posible. El truco consiste en asegurarse de que la flexibilidad de estos dispositivos no limite su capacidad para manejar la electricidad.

Pasando a la electrónica

Recientemente, mi grupo de investigación en la Universidad de Buffalo fabricó un novedoso dispositivo electrónico estirable inspirado en kirigami. Fabricado con polímeros y nanocables autoensamblados, el dispositivo tiene un centímetro de ancho. Por sí solo, podría estirarse ligeramente, hasta solo 1,06 centímetros. Pero cuando se corta con láseres en un patrón inspirado en kirigami, el mismo dispositivo puede estirarse hasta 20 centímetros, 2, 000 por ciento más grande que su forma sin estirar. La elasticidad innata del material ayuda, pero el patrón y la orientación de los cortes es el factor principal en cómo se deforma el dispositivo.

Es más, el corte hizo que el dispositivo 3, 000 veces más conductivo de electricidad, lo que significa que la electrónica puede funcionar más rápido, o tarda menos en cargarse.

Hay muchos otros investigadores en electrónica inspirados por kirigami. A medida que nuestros grupos y otros refinan este tipo de materiales, eventualmente se pueden incorporar a la piel electrónica, similar a los tatuajes temporales, para mejorar la sensación de las prótesis y los robots. Los hospitales también pueden usar parches e-skin para monitorear de forma inalámbrica los signos vitales de los pacientes, reemplazando esos molestos cables que pueden enredarse o impedir que las personas duerman mientras descansan en la cama.

Los dispositivos electrónicos extensibles también son clave para los planes de Samsung de lanzar un teléfono inteligente flexible. Y podrían ser fundamentales para la ropa elegante, una industria que los analistas proyectan podría tener un valor de 4 mil millones de dólares para 2024. Gracias a las innovaciones artísticas de hace cientos de años, la ropa y los vendajes pueden algún día ayudar a los atletas a maximizar el rendimiento, vigilar la salud de las personas con enfermedades crónicas, y brindar a los soldados y trabajadores de emergencia información importante sobre ellos mismos y las personas a su cargo.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.