Durante años, los ingenieros han estado tratando de hacer elementos electrónicos flexibles más rápidos y de fabricación más económica, algo que ha resultado difícil. Por ejemplo, microcables orgánicos, que pueden utilizarse para hacer elementos electrónicos flexibles, son difíciles de alinear como circuitos. Ahora los investigadores en la Universidad de Stanford y Samsung han desarrollado una técnica que les permite posicionar los microcables orgánicos con precisión sobre un sustrato y construir circuitos complejos con relativa facilidad. La técnica nueva consiste en poner los microcables en una solución líquida y filtrarlos a través de papel para formar los transistores del circuito.  

Zhenan Bao, profesora de ingeniería química de Stanford, que dirigió el estudio, cree que los ingenieros pueden maximizar la cantidad de microcables presentes en un circuito utilizando la técnica nueva. "Esto nos permite aumentar significativamente la corriente de salida de estos dispositivos", añade.

Bao explica que los transistores de microcables orgánicos creados utilizando la nueva técnica funcionan dos veces y media más rápido que los anteriores. Esto significa que un visualizador flexible hecho de esta manera podría actualizar la imagen aproximadamente el doble de rápido que los creados con los métodos existentes.

La mayoría de los dispositivos electrónicos, como teléfonos móviles y ordenadores, utilizan microchips que de silicio. Los transistores generados con microcables orgánicos tal vez no sean tan rápidos como los de silicio, pero son más aptos para hacer elementos electrónicos flexibles. Son de fabricación económica, sin necesidad de utilizar temperaturas altas que derretirían el plástico, y también podrían cubrir áreas grandes, creando visualizadores flexibles potencialmente enormes.

"Nuestro objetivo es hacer dispositivos electrónicos más ligeros y que puedan cubrir una zona amplia", afirma Bao. "Esto incluye visualizadores que se colocan sobre un sustrato de plástico y se puedan doblar, sensores desechables de bajo coste e identificadores electrónicos para comercializarlos."

Los microcables orgánicos ya pueden añadirse a una solución e imprimirse en un sustrato. Pero tienden a aglomerarse y se proyectan en ángulos extraños, lo que dificulta su conexión a los electrodos necesarios para formar un transistor. "Muchos grupos han demostrado ya que pueden hacer los transistores con nanocables y microcables", afirma Bao. Pero no han sido capaces de alinear los cables de forma efectiva. "Todos estos cables estaban apilados al azar", sigue Bao. "Solo hay que reunir una capa densa de cables en la misma zona".

El nuevo método se inicia al depositar el metal estampado sobre un sustrato de dióxido de silicio. El metal formará las terminales electrónicas de los transistores de microcable. Después viene el paso más importante: alinear los microcables con estas terminales. Los investigadores lo hacen mediante una máscara con un diseño que corresponde a la alineación de los transistores en la parte superior de las terminales, y colocándolo sobre un pedazo de papel de filtro. Los microcables, presentes en una solución líquida, se vierten sobre la máscara y el vacío de succión los pasa por las zonas abiertas. Al quitar la máscara, los cables se alinean sobre el papel de filtro del modo correspondiente. A continuación, el papel de filtro con el patrón de alambres se pone en contacto con los electrodos sobre el sustrato, y los cables se transfieren cuando todo se sumerge en agua.

John Rogers, profesor de ingeniería de materiales en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (Estados Unidos), opina que el enfoque de Stanford y Samsung podría utilizarse para crear circuitos de microcables a gran escala rápidamente que son tan válidos como los que construyen con métodos más complejos.

Actualmente, Bao y sus colegas están probando la idea de que su técnica de alineación podría funcionar con otros materiales, como microcables inorgánicos, que tienen propiedades estructurales y eléctricas diferentes a las de los microcables orgánicos. Además, su equipo planea aumentar la complejidad de los patrones en una máscara de papel con el fin de crear circuitos aún más complejos, concluye Bao.