Los investigadores de la Universidad de Duke han desarrollado una nueva memoria digital 'pulverizada' (arriba a la izquierda) que podría usarse para construir dispositivos electrónicos programables en materiales flexibles como papel, plástico o tela. Para demostrar una aplicación simple de su dispositivo, usaron su memoria para programar diferentes patrones de cuatro luces LED en un circuito simple. Crédito:Matthew Catenacci
Las unidades flash USB ya son accesorios comunes en oficinas y campus universitarios. Pero gracias al aumento de la electrónica imprimible, Los dispositivos de almacenamiento digital como estos pronto estarán en todas partes, incluso en nuestros comestibles, frascos de pastillas e incluso ropa.
Los investigadores de la Universidad de Duke nos han acercado a un futuro de bajo costo, electrónica flexible mediante la creación de un nuevo dispositivo de memoria digital "pulverizado" utilizando sólo una impresora de chorro de aerosol y tintas de nanopartículas.
El dispositivo, que es análogo a una unidad flash de 4 bits, es la primera memoria digital totalmente impresa que sería adecuada para un uso práctico en electrónica simple, como sensores ambientales o etiquetas RFID. Y debido a que se imprime a chorro a temperaturas relativamente bajas, podría usarse para construir dispositivos electrónicos programables en materiales flexibles como papel, plástico o tela.
"Tenemos todos los parámetros que permitirían que esto se utilice para una aplicación práctica, e incluso hicimos nuestra propia pequeña demostración con LED, "dijo el estudiante graduado de Duke Matthew Catenacci, quien describe el dispositivo en un artículo publicado en línea el 27 de marzo en el Revista de materiales electrónicos .
En el núcleo del nuevo dispositivo, que es aproximadamente del tamaño de un sello postal, es un nuevo material imprimible basado en nanocables de cobre que es capaz de almacenar información digital.
"La memoria es algo abstracto, pero esencialmente es una serie de unos y ceros que puede usar para codificar información, "dijo Benjamin Wiley, profesor asociado de química en Duke y autor del artículo.
La mayoría de las unidades flash codifican información en series de transistores de silicio, que puede existir en un estado cargado, correspondiente a "uno, "y un estado sin carga, correspondiente a un "cero, "Dijo Wiley.
Los investigadores de Duke demostraron su nueva memoria digital "pulverizada" programando un circuito simple para mostrar cuatro luces LED en diferentes patrones. Crédito:Universidad de Duke
El nuevo material, hecho de nanocables de cobre recubiertos de sílice encerrados en una matriz de polímero, codifica información no en estados de carga sino en estados de resistencia. Aplicando un pequeño voltaje, se puede cambiar entre un estado de alta resistencia, que detiene la corriente eléctrica, y un estado de baja resistencia, que permite que la corriente fluya.
Y, a diferencia del silicio, los nanocables y el polímero se pueden disolver en metanol, creando un líquido que se puede rociar a través de la boquilla de una impresora.
"Hemos desarrollado una forma de hacer que todo el dispositivo se pueda imprimir desde la solución, que es lo que querrías si quisieras aplicarlo a telas, Etiquetas RFID, sustratos curvos y flexibles, o sustratos que no pueden soportar altas temperaturas, "Dijo Wiley.
Para crear el dispositivo, Catenacci utilizó por primera vez tinta de nanopartículas de oro disponible comercialmente para imprimir una serie de electrodos de oro en un portaobjetos de vidrio. Luego imprimió el material de memoria de nanocables de cobre sobre los electrodos de oro, y finalmente imprimió una segunda serie de electrodos, esta vez en cobre.
Para demostrar una aplicación simple, Catenacci conectó el dispositivo a un circuito que contiene cuatro luces LED. "Como tenemos cuatro bits, podríamos programar dieciséis estados diferentes, "Catenacci dijo, donde cada "estado" corresponde a un patrón específico de luces. En una aplicación del mundo real, cada uno de estos estados podría programarse para corresponder a un número, carta, u otro símbolo de visualización.
Aunque otros grupos de investigación han fabricado dispositivos de memoria imprimibles similares en los últimos años, este es el primero en combinar propiedades clave que son necesarias para el uso práctico. La velocidad de escritura o el tiempo que se tarda en alternar entre estados, es de alrededor de tres microsegundos, rivalizando con la velocidad de las unidades flash. Sus pruebas indican que la información escrita se puede retener hasta diez años, y el material se puede reescribir muchas veces sin degradarse.
Si bien estos dispositivos no almacenarán fotos digitales o música en el corto plazo, su capacidad de memoria es demasiado pequeña para eso, pueden ser útiles en aplicaciones donde el bajo costo y la flexibilidad son clave. dicen los investigadores.
"Por ejemplo, En este momento, las etiquetas RFID solo codifican un número de producto en particular, y se utilizan normalmente para registrar el inventario, ", Dijo Wiley." Pero cada vez más personas también quieren registrar el entorno que sintió ese producto, como, ¿Este medicamento se mantuvo siempre a la temperatura adecuada? Una forma en que se podrían utilizar sería crear etiquetas RFID más inteligentes que pudieran detectar sus entornos y registrar el estado a lo largo del tiempo ".
