Imagina una pluma que ‘pinta’ circuitos
electrónicos reales, capaces de conducir la electricidad y encender un LED.
Este avance, fue presentado hace 2 años en la feria internacional de Hannover, lo
han logrado investigadores del Instituto Leibniz para Nuevos Materiales, en
Alemania, con la colaboración de una científica española. El secreto es una
tinta híbrida formada por nanopartículas de oro y un polímero orgánico
conductor.
Los investigadores han cargado el cartucho de
una pluma estilográfica con la nueva tinta. Con ella han dibujado un circuito
electrónico que permite iluminar un LED. / INM
“Con esta tinta se puede cargar el cartucho
de una pluma estilográfica y dibujar un circuito electrónico para iluminar un
LED“, destaca a Sinc Lola González García, la científica española que ha
participado en su desarrollo. Los detalles se publican en la revista Chemical
Science.
Los componentes de este innovador producto
son nanopartículas de oro recubiertas con un polímero orgánico conductor. Las
nanoestructuras resultantes son muy estables diluidas en alcoholes y agua, los
ingredientes habituales de las tintas convencionales. De hecho, la idea es
aplicar el método en impresoras de inyección de tinta.
“El tamaño nanométrico de las partículas
metálicas y su buena estabilidad hace que se puedan imprimir líneas de tinta
muy finas (de unas pocas micras)", explica González, quien recuerda que el
minimizar al máximo el ancho de estas líneas es uno de los temas estrella en la
electrónica impresa actual.
Otra de las ventajas de la tinta, que se hace
conductora cuando se seca, es que permite dibujar los circuitos eléctricos
sobre materiales flexibles, como el papel o el plástico, utilizando
herramientas tan comunes como un bolígrafo y sin necesidad de ningún proceso
adicional.
Esto se consigue gracias a las propiedades de
los polímeros, que tienen una triple función. Por una parte, ejercen de
‘ligandos’ que estabilizan las partículas metálicas y aseguran que queden
suspendidas en el disolvente (si se aglomeraran demasiado perjudicarían el
proceso de impresión). Por otra, ayudan a empaquetarlas durante el secado,
mejorando la calidad de las líneas impresas. Además, actúan como una ´bisagra’:
cuando el material se dobla mantienen la conectividad entre las partículas
metálicas y, por tanto, su conductividad eléctrica.
Ya existían otras tintas con nanopartículas
metálicas y ligandos orgánicos, pero el problema fundamental es que las
moléculas orgánicas son aislantes –no conducen la electricidad–, lo que
imposibilita su utilización a menos que se aplique un proceso de sinterizado
(tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico para aumentar su
resistencia) después de imprimir el material.
Este proceso conlleva una serie de
inconvenientes, como tener que emplear temperaturas altas no compatibles con
todo tipo de substratos (papel, plásticos o textiles, por ejemplo), así como el
deterioro de la calidad de las líneas impresas.
“Pero nuestras nuevas tintas no requieren
sinterización, además de ser particularmente flexibles y ser conductoras tan
pronto como se secan”, concluye Tobias Kraus, director del grupo Structure
Formation del INM.
OTRA INVESTIGACIÓN CON NANOCABLES DE ORO
Este estudio se enmarca dentro de NanoSpekt,
un proyecto para el desarrollo de materiales para electrónica impresa, dentro
del que los investigadores también han fabricado otro producto: nanocables de
oro extremadamente finos (menos de 2 nanómetros) y muy asimétricos (entre 4 y 8
micrómetros de largo). La técnica ha permitido estampar motivos con un ancho de
línea menor a 1 micra, otro avance a la hora de miniaturizar los circuitos
electrónicos impresos.
Los materiales que presentan en este otro
artículo, publicado en la revista Nano Letters, son muy transparentes (hasta el
92% de transparencia) y mantienen una buena conductividad frente al doblado.
“Es decir, son flexibles, transparentes y conductores, ideales para mercados
como las pantallas flexibles o implantes médicos”, señala González.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario