La impresión ha recorrido un largo camino desde los días de Johannes Gutenberg. Ahora, Los investigadores han desarrollado un nuevo método que utiliza plasma para imprimir nanomateriales en un objeto 3-D o una superficie flexible. como papel o tela. La técnica podría hacer que sea más fácil y económico construir dispositivos como sensores químicos y biológicos portátiles. baterías y dispositivos de memoria flexibles, y circuitos integrados.

Uno de los métodos más comunes para depositar nanomateriales, como una capa de nanopartículas o nanotubos, sobre una superficie es con una impresora de inyección de tinta similar a una impresora común que se encuentra en una oficina. Aunque utilizan tecnología bien establecida y son relativamente baratos, Las impresoras de inyección de tinta tienen limitaciones. No pueden imprimir en textiles u otros materiales flexibles, por no hablar de los objetos en 3-D. También deben imprimir tinta líquida, y no todos los materiales se transforman fácilmente en líquido.

Algunos nanomateriales se pueden imprimir utilizando técnicas de impresión en aerosol. Pero el material debe calentarse varios cientos de grados para que se consolide en una película delgada y suave. El paso adicional es imposible para imprimir en tela u otros materiales que se pueden quemar, y significa un mayor costo para los materiales que pueden soportar el calor.

El método de plasma omite este paso de calentamiento y funciona a temperaturas que no superan los 40 grados Celsius. "Puedes usarlo para depositar cosas en papel, el plastico, algodón, o cualquier tipo de textil, ", dijo Meyya Meyyappan del Centro de Investigación Ames de la NASA." Es ideal para sustratos blandos ". Tampoco requiere que el material de impresión sea líquido.

Los investigadores, de NASA Ames y Stanford Linear Accelerator Center, describir su trabajo en la revista del Instituto Americano de Física Letras de física aplicada .

Demostraron su técnica imprimiendo una capa de nanotubos de carbono en papel. Mezclaron los nanotubos en un plasma de iones de helio, que luego chorrearon a través de una boquilla y sobre papel. El plasma concentra las nanopartículas en la superficie del papel, formando una capa consolidada sin necesidad de calentamiento adicional.

El equipo imprimió dos sencillos sensores químicos y biológicos. La presencia de ciertas moléculas puede cambiar la resistencia eléctrica de los nanotubos de carbono. Midiendo este cambio, el dispositivo puede identificar y determinar la concentración de la molécula. Los investigadores hicieron un sensor químico que detecta el gas amoniaco y un sensor biológico que detecta la dopamina. una molécula relacionada con trastornos como la enfermedad de Parkinson y la epilepsia.

Pero estas fueron solo simples pruebas de principio, Dijo Meyyappan. "Existe una amplia gama de aplicaciones de biosensores". Por ejemplo, puede crear sensores que controlen biomarcadores de salud como el colesterol, o patógenos transmitidos por alimentos como E. coli y Salmonella.

Debido a que el método utiliza una boquilla simple, es versátil y se puede ampliar fácilmente. Por ejemplo, un sistema puede tener muchas boquillas como un cabezal de ducha, lo que le permite imprimir en grandes áreas. O, la boquilla podría actuar como una manguera, libre de rociar nanomateriales en las superficies de objetos tridimensionales.

"Puede hacer cosas que la impresión de inyección de tinta no puede hacer, ", Dijo Meyyappan." Pero cualquier cosa que pueda hacer la impresión de inyección de tinta, puede ser bastante competitivo ".

El método está listo para su comercialización, Meyyappan dijo:y debería ser relativamente económico y sencillo de desarrollar. Ahora, los investigadores están diseñando la técnica para imprimir otros tipos de materiales como el cobre. A continuación, pueden imprimir los materiales utilizados para las baterías en láminas delgadas de metal como el aluminio. Luego, la hoja se puede enrollar en pequeñas baterías para teléfonos celulares u otros dispositivos.