Tendencias21
Llega la electrónica flexible: un conductor que se estira y crea sus propios cables

Llega la electrónica flexible: un conductor que se estira y crea sus propios cables

Científicos estadounidenses han desarrollado materiales elásticos y con alta capacidad de conductividad incrustando nanopartículas esféricas en poliuretano. Esta electrónica flexible podría servir para fabricar dispositivos que se doblen (por ejemplo, pantallas enrollables) o implantes médicos que se muevan con los tejidos del organismo.

Llega la electrónica flexible: un conductor que se estira y crea sus propios cables

Redes de nanopartículas esféricas incrustadas en materiales elásticos han dado lugar a los mejores conductores elásticos desarrollados hasta la fecha, han demostrado ingenieros de la Universidad de Michigan (EEUU).

La electrónica flexible tendría una amplia gama de posibilidades de aplicación, desde la fabricación de dispositivos que se doblan hasta el desarrollo de implantes médicos que se muevan con el cuerpo.

“En esencia, estos nuevos materiales de nanopartículas se comportan como si fueran metales elásticos”, explica el ingeniero de dicha Universidad, Nicholas Kotov, en un comunicado del Centro.

Según Kotov, el avance “es sólo el comienzo del desarrollo de una nueva familia de materiales que podrían fabricarse con una gran variedad de nanopartículas para múltiples aplicaciones”.

Las nanopartículas se alinean por sorpresa

Contar con buenos conductores que sigan funcionando cuando se estiran hasta alcanzar el doble de su longitud inicial es un objetivo difícil. Ya se había intentado con metales líquidos o redes de nanocables, entre otros elementos.

El equipo de la Universidad de Michigan se sorprendió de que nanopartículas esféricas de oro, incrustadas en poliuretano‎, pudieran reunir lo mejor de la flexibilidad y de la conductividad.

“Descubrimos que las nanopartículas se alineaban en forma de cadena bajo presión. (Estas cadenas) formaron vías de conductividad excelentes, explica por su parte Yoonseob Kim, primer autor del estudio, que publica Nature.

Para averiguar lo que ocurría con el material estirado, los investigadores registraron imágenes de éste a diversas tensiones, con microscopía electrónica. Inicialmente, las nanopartículas estaban dispersas, pero bajo presión, se filtraron a través de las minúsculas grietas del poliuretano, conectándose unas a otras en cadenas, como lo harían en una solución, comprobaron los científicos.

“A medida que presionamos el material, las nanopartículas se organizaron para mantener la conductividad, y por eso se produjo esa sorprendente combinación de capacidad de estiramiento y de conductividad eléctrica”, afirma Kotov.

Dos versiones distintas

El equipo ha hecho dos versiones de este material (fabricándolo bien en capas alternas bien filtrando un líquido que contenía poliuretano y grupos de nanopartículas para generar una capa de mezcla).

En general, el material elaborado capa por capa fue mejor conductor (con una capacidad de conducción similar a la del mercurio); mientras que el método de filtrado dio lugar a materiales extremadamente flexibles, con una conductividad más afín a la de los buenos conductores de plástico.

La red de nanopartículas, similar a la de los vasos sanguíneos, emergió en ambos casos con los estiramientos, y desapareció cuando los materiales se relajaron.

Potenciales aplicaciones

Kotov y Kim ven estos conductores flexibles principalmente en electrodos. Los implantes en el cerebro fabricados con ellos son de especial interés para Kotov porque “podrían aliviar muchas enfermedades, como la depresión severa, al Alzheimer o el Parkinson”, explica.

Pero también podrían servir como partes de extremidades artificiales y otros dispositivos protésicos controlados por el cerebro.

En la actualidad, los electrodos (rígidos) generan tejido cicatricial en la zona de los implantes, lo que impide su óptimo funcionamiento con el paso del tiempo. Si fueran flexibles y se moviesen del mismo modo que el tejido cerebral, evitarían dañar las células y, por tanto, eludirían este obstáculo, afirma el investigador.

Además de en el cerebro, un material flexible de este tipo podría usarse para dispositivos para el corazón u otros órganos o para realizar mediciones a través de la piel. Por último, se podría utilizar para fabricar pantallas enrollables o articulaciones de robots «tiernas», como las articulaciones biológicas.

Los científicos señalan que, dado que la tendencia de las nanopartículas a formar cadenas es universal, muchos otros materiales podrían estirarse gracias a este método, por ejemplo, los semiconductores.

Los semiconductores flexibles servirían para la computación, y además podrían extender la vida de las baterías de ión de litio. Los científicos exploran ya nuevas posibilidades.

Referencia bibliográfica:

Yoonseob Kim, Jian Zhu, Bongjun Yeom, Matthew Di Prima, Xianli Su, Jin-Gyu Kim, Seung Jo Yoo, Ctirad Uher, Nicholas A. Kotov. Stretchable nanoparticle conductors with self-organized conductive pathways. Nature (2013). DOI:10.1038/nature12401.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • El derretimiento de los polos modifica la velocidad a la cual gira la Tierra 28 marzo, 2024
    Un nuevo estudio ha descubierto que la redistribución de la masa procedente del derretimiento del hielo polar está cambiando la velocidad a la que gira nuestro planeta. No se trata de algo anecdótico, ya que modifica la duración del año en la Tierra: los cambios han derivado en que el segundo intercalar previsto para restar […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren el primer hogar del Homo Sapiens fuera de África 28 marzo, 2024
    El primer hogar que acogió al Homo Sapiens cuando emigró de África fue la así llamada Meseta Persa, donde vivió unos 20.000 años e interactuó con los neandertales hasta que oleadas de estas poblaciones se dispersaron y se asentaron por toda Eurasia.
    Redacción T21
  • Los astrónomos observan un misterioso glóbulo cometario vagando por el cosmos 27 marzo, 2024
    Utilizando el Telescopio de rastreo VLT (VST) los científicos han producido una imagen impactante de GN 16.43.7.01, un glóbulo cometario situado a 5.000 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Escorpio. Se trata de pequeñas y débiles nubes interestelares de gas y polvo cósmico, con una forma similar a la de […]
    Pablo Javier Piacente
  • Sería inminente el hallazgo de vida extraterrestre en Europa, una de las lunas de Júpiter 27 marzo, 2024
    Basado en experimentos recientes, un grupo de científicos determinó en un nuevo estudio que un instrumento en particular a bordo de la futura misión Europa Clipper de la NASA, denominado SUrface Dust Analyzer, era tan sensible que probablemente podría detectar signos de vida extraterrestre en granos individuales de hielo expulsados por Europa, la luna helada […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿La criopreservación es el paso necesario para la resurrección moderna? 27 marzo, 2024
    En España hay cinco casos de personas sometidas a criopreservación después de fallecer, a la espera de que la tecnología permita, tal vez, volverlos a la vida en los años 50 de este siglo.
    José Luis Cordeiro (*)
  • Crean un cerebro fantasma en forma de cubo impreso en 3D 27 marzo, 2024
    Investigadores austriacos han desarrollado un modelo de cerebro impreso en 3D basado en la estructura de las fibras cerebrales visibles mediante imágenes de resonancia magnética. Permite estudiar la compleja red neuronal con una precisión sin precedentes.
    Redacción T21
  • El océano se está desgarrando 26 marzo, 2024
    2.000 terremotos en un día en Canadá insinúan el nacimiento de una nueva corteza oceánica frente a la costa de la isla de Vancouver: está a punto de nacer a través de una ruptura magmática en las profundidades del mar.
    Pablo Javier Piacente
  • Simulan una explosión termonuclear en un superordenador 26 marzo, 2024
    Una simulación por superordenador nos brinda nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones: al evocar la explosión termonuclear que tiene lugar cuando estos monstruos cósmicos devoran a otra estrella, los investigadores logran avanzar en la comprensión de los fenómenos más extremos que suceden en el cosmos.
    Pablo Javier Piacente
  • Las matemáticas tienen la clave para erradicar el machismo 26 marzo, 2024
    Las matemáticas demuestran que si una parte significativa de las mujeres de una población (superando el límite del 45%) se comporta solidariamente con otras mujeres (como si fuesen hermanas), el machismo se extingue.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)
  • El cerebro nos invita a soñar despiertos y luego nos rescata del ensueño 26 marzo, 2024
    El cerebro dispone de un doble mecanismo que, por un lado, nos inspira la creatividad provocando que soñemos despiertos, y por otro, nos devuelve a la realidad para sacarnos de la divagación inútil.
    Redacción T21