Miles de millones de objetos que van desde teléfonos inteligentes y relojes hasta edificios, piezas de máquinas y dispositivos médicos se han convertido en sensores inalámbricos de sus entornos, expandiendo una red llamada "internet de las cosas".
A medida que la sociedad avanza hacia la conexión de todos los objetos a Internet, incluso los muebles y suministros de oficina, la tecnología que permite que estos objetos se comuniquen y se sientan entre sí tendrá que ampliarse
Los investigadores de la Universidad de Purdue y la Universidad de Virginia han desarrollado un nuevo método de fabricación que hace que los pequeños circuitos electrónicos de película delgada se puedan despegar de una superficie. La técnica no solo elimina varios pasos de fabricación y los costos asociados, sino que también permite que cualquier objetosentir su entorno o ser controlado mediante la aplicación de una pegatina de alta tecnología.
Eventualmente, estas pegatinas también podrían facilitar la comunicación inalámbrica. Los investigadores demuestran capacidades en varios objetos en un artículo publicado recientemente en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
"Podríamos personalizar un sensor, pegarlo en un dron y enviarlo a áreas peligrosas para detectar fugas de gas, por ejemplo", dijo Chi Hwan Lee, profesor asistente de ingeniería biomédica e ingeniería mecánica de Purdue.
La mayoría de los circuitos electrónicos actuales están construidos individualmente en su propia "oblea" de silicio, un sustrato plano y rígido. La oblea de silicio puede soportar las altas temperaturas y el grabado químico que se utilizan para eliminar los circuitos de la oblea.
Pero las altas temperaturas y el grabado dañan la oblea de silicio, lo que obliga al proceso de fabricación a acomodar una oblea completamente nueva cada vez.
La nueva técnica de fabricación de Lee, llamada "impresión por transferencia", reduce los costos de fabricación mediante el uso de una oblea para construir una cantidad casi infinita de películas delgadas que contienen circuitos electrónicos. En lugar de altas temperaturas y productos químicos, la película puede despegarse a temperatura ambientecon la ayuda de ahorro de energía de simplemente agua.
"Es como la pintura roja en el puente Golden Gate de San Francisco: la pintura se despega porque el ambiente está muy húmedo", dijo Lee. "Entonces, en nuestro caso, sumergir la oblea y completar el circuito en agua reduce significativamente el estrés por desprendimiento mecánico yes ecológico "
Una capa de metal dúctil, como el níquel, insertada entre la película electrónica y la oblea de silicio, hace posible el pelado en agua. Estos componentes electrónicos de película delgada se pueden recortar y pegar en cualquier superficie, otorgando a ese objeto características electrónicas.
Poner una de las pegatinas en una maceta, por ejemplo, hizo que la maceta fuera capaz de detectar cambios de temperatura que podrían afectar el crecimiento de la planta.
El laboratorio de Lee también demostró que los componentes de los circuitos electrónicos integrados funcionan igual de bien antes y después de convertirlos en una película delgada pelada de una oblea de silicio. Los investigadores utilizaron una película para encender y apagar una pantalla de luz LED.
"Hemos optimizado este proceso para que podamos deslaminar películas electrónicas de obleas sin defectos", dijo Lee.
Esta tecnología posee una patente no provisional de EE. UU. El trabajo fue apoyado por la Fundación de Investigación Purdue, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea AFRL-S-114-054-002, la Fundación Nacional de Ciencia NSF-CMMI-1728149y la Universidad de Virginia.
Un video de YouTube está disponible en http://youtu.be/8tNrPVi4OGg .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :