Imagen 1:Se está investigando una amplia gama de dispositivos electrónicos extensibles, incluyendo esta matriz de transistores de película fina, se mostró relajado (L) y estirado hasta aproximadamente un 60% (R). Los parámetros del transistor permanecen casi sin cambios al estirarse hasta un 140%. Crédito:Matsuhisa, N. et al. Comunicaciones de la naturaleza. 25 de julio de 2015 / Creative Commons
La electrónica estirable representa una nueva tecnología prometedora para los dispositivos portátiles de próxima generación, según una reseña publicada en Ciencia y tecnología de materiales avanzados .
La tecnología tiene muchas aplicaciones posibles para el cuidado de la salud, la energía y el ejército. Pero existen varios desafíos para encontrar materiales y métodos de fabricación adecuados. El mayor desafío para fabricar dispositivos electrónicos extensibles es que cada componente debe soportar la compresión, torcido y aplicado a superficies irregulares manteniendo el rendimiento, según el autor de la reseña Wei Wu, científico de materiales en la Universidad de Wuhan, Porcelana.
Se están desarrollando muchos componentes electrónicos extensibles diferentes. Por ejemplo, Se están fabricando electrodos y conductores extensibles de bajo costo a partir de nanocables de plata y grafeno. Un problema técnico urgente es la necesidad de dispositivos extensibles de conversión y almacenamiento de energía, como baterías. Las baterías a base de zinc son candidatos prometedores; sin embargo, se requiere más trabajo para que sean comercialmente viables.
Una alternativa a las baterías son los nanogeneradores extensibles, que puede producir electricidad a partir de varias vibraciones disponibles libremente, como el viento o los movimientos del cuerpo humano. Las células solares extensibles también podrían usarse para alimentar dispositivos electrónicos portátiles.
Imagen 2:esta celda solar se puede estirar (L) o torcer (R) sin que se vea afectada su rendimiento. Crédito:Nam, J. y col. Informes científicos. 8 de agosto de 2017 / Creative Commons
Integrando múltiples componentes extensibles, como la temperatura, sensores de presión y electroquímicos, es posible crear un material parecido a la piel humana que podría usar señales del sudor, lágrimas o saliva en tiempo real, monitorización sanitaria no invasiva, así como para prótesis inteligentes o robots con capacidades sensoriales mejoradas. Sin embargo, en el presente, La fabricación de piel artificial sigue siendo compleja y requiere mucho tiempo.
Actualmente existen dos estrategias principales para la fabricación de productos electrónicos extensibles. El primero es utilizar materiales intrínsecamente extensibles, como el caucho, que puede soportar grandes deformaciones. Sin embargo, estos materiales tienen limitaciones, como alta resistencia eléctrica.
El segundo método consiste en hacer que los materiales no flexibles se estiren mediante un diseño innovador. Por ejemplo, Los materiales semiconductores frágiles como el silicio se pueden cultivar en una superficie preestirada y luego se dejan comprimir, creando ondas de pandeo. Otra estrategia consiste en unir 'islas' de materiales conductores rígidos mediante interconexiones flexibles, como metales blandos o líquidos. Se pueden utilizar técnicas de plegado inspiradas en el origami para hacer dispositivos electrónicos plegables. En el futuro, la electrónica extensible se puede mejorar con nuevas capacidades, como la comunicación inalámbrica, autocargable o incluso autocurativo.
El siguiente paso después de las pruebas de laboratorio es llevar al mercado dispositivos electrónicos extensibles. Esto requiere materiales más baratos y más rápidos, métodos de fabricación escalables, concluye el autor de la reseña.
