Un grupo de investigadores de la Universidad de Tokyo ha dado un paso hacia la creación de pantallas y ordenadores que podamos llevar colocados en la manga de la camisa o enrollar alrededor del sofá. Y existe la posibilidad de que dichos dispositivos puedan ser impresos, lo que haría que su precio fuese económico.

Takao Someya, profesor de ingeniería eléctrica, y sus colegas han fabricado una pantalla estirable a partir de diodos emisores de luz orgánica (OLEDs, en inglés) y unos transistores orgánicos con un nuevo tipo de conductor elástico. Los investigadores han sido capaces de colocar la pantalla sobre una superficie curva sin que esto afecte a su rendimiento. La pantalla también se puede doblar por la mitad o arrugar sin que por ello sufra ningún tipo de daño.

En un estudio publicado con anterioridad en Science, los investigadores utilizaron el conductor elástico—una mezcla de nanotubos de carbono y goma—para fabricar un circuito electrónico flexible. Esta nueva versión del conductor, descrita en la página web de Nature Materials, es significativamente más conductiva y se puede estirar hasta más del doble de su tamaño original. Es más, se puede imprimir. Al combinar todo esto con transistores imprimibles y OLEDs, podríamos estar ante el comienzo de la fabricación de aparatos electrónicos de gran tamaño, económicos y que puedan llevarse puestos.

En la actualidad ya existen los aparatos electrónicos flexibles y que se pueden doblar y enrollar como si de papel se tratara. No obstante, los aparatos electrónicos capaces de  ser estirados, como si de goma se tratase, tienen como ventaja el hecho de que pueden recubrir objetos complejos en tres dimensiones. “Con una hoja de papel, pueden enrollar un cilindro o un cono, pero eso suele ser todo,” afirma John Rogers, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en la Universidad de Illinois en Urbana-Champain. “No puedes enrollar una parte del cuerpo, una esfera, o el ala de un avión.”

Para fabricar este tipo de materiales, los investigadores han intentado varios métodos. Rogers usa unas hojas de silicio ultra finas para fabricar circuitos complejos sobre superficies estirables—recientemente llevó a cabo la demostración de un sensor de cámara esférico utilizando este tipo de circuitos. Hay quienes han fabricado conductores elásticos utilizando hojas de grafeno o mediante la combinación de polímeros de oro y con base de goma.

El nuevo conductor de nanotubos ofrece la ventaja de poder ser imprimible. “El avance principal es que han sido capaces de imprimir conductores elásticos con un alto nivel de conducción y una elasticidad muy alta,” afirma Stephanie Lacour, que estudia la piel electrónica estirable en la Universidad de Cambridge, en Inglaterra. “Imprimir cuesta poco dinero, y te permite cubrir grandes áreas de sustrato.”

En primer lugar, Someya combina los nanotubos de carbono con un líquido iónico—un líquido que contiene unas moléculas cargadas—y con un polímero líquido para así crear una pasta de nanotubos de goma. Después llega la parte crucial: un chorro de alta presión que esparce los nanotubos a lo largo de la goma.

El chorro hace que los nanotubos sean más finos sin por ellos acortar su tamaño, y también hace que se dispersen uniformemente a lo largo del polímero. “Los grupos de nanotubos más largos y finos forman redes de conducción bien desarrolladas a lo largo de la goma, con lo que la conductividad y la elasticidad se ven notablemente mejoradas,” afirma Someya. El proceso de chorro también ayuda a que la viscosidad del material aumente, haciéndolo muy apropiado para el estampado serigráfico de alta definición.

Los investigadores utilizan una máscara de impresión para depositar líneas de 100 micrómetros del material conductor en un trozo de goma. Después utilizan estas líneas como una rejilla de cableado para conectar los transistores orgánicos y los OLEDs—cada transistor se encarga de un píxel OLED—para construir una pantalla que se puede estirar hasta un 50 por ciento de su forma original. “Este trabajo es impresionante,” afirma Roger. “Los datos muestran que se son capaces de estirar y deformar estas pantallas sin cambiar demasiado las propiedades del píxel.”

Hay muchas otras aplicaciones que podrían ser posibles gracias a este tipo de cableado estirable. Los investigadores podrían usarlo para fabricar piel artificial sensible para los robots o los miembros prostéticos. En vez de usar OLEDs, sobre el material conductor impreso se utilizarían sensores de presión. Los electrodos también se podrían usar en dispositivos médicos implantables para estudiar y reparar los órganos del cuerpo.

Someya afirma que Dai Nippon Printing, con sede en Tokio, está interesada en la comercialización de la pantalla estirable, y que se podría generar el primer producto de aquí a cinco años. Sin embargo, los investigadores deben primero ser capaces de fabricar pantallas con más resolución. Para ello, es preciso imprimir líneas de material conductor con menos de 100 micrómetros de ancho.