Una nueva tecnología permite imprimir líneas metálicas conductoras sobre todo tipo de materiales, como una pared de hormigón o una hoja.
La tecnología utiliza metal líquido (en este caso, el metal de Field, una aleación de bismuto, indio y estaño) atrapado por debajo de su punto de fusión en cáscaras de óxido pulidas, lo que genera partículas de unos 10 millonésimas de metro de diámetro.
Cuando los investigadores rompen las cáscaras, ya sea mediante presión mecánica o disolución química, el metal del interior fluye y se solidifica, lo que permite realizar una soldadura sin calor o, en este caso, imprimir líneas y trazos metálicos sobre muchos materiales diferentes.
Esto podría tener todo tipo de aplicaciones, como sensores para medir la integridad estructural de un edificio o el crecimiento de cultivos. Los investigadores también probaron la tecnología en mandos a distancia de papel que detectan cambios en las corrientes eléctricas cuando el papel se curva. Los ingenieros también probaron la tecnología al fabricar contactos eléctricos para células solares y al imprimir por serigrafía líneas conductoras sobre gelatina, un modelo de tejidos biológicos blandos, incluido el cerebro.
«Este trabajo presenta una fabricación sin calor y a temperatura ambiente de interconexiones y trazos conductores metálicos sobre todo tipo de sustratos», escriben los investigadores en un artículo que describe la tecnología en la revista Advanced Functional Materials.
Martin Thuo, profesor adjunto de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Estatal de Iowa, asociado del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. y cofundador de la startup de Ames SAFI-Tech Inc., que está comercializando la nueva tecnología, afirma que puso en marcha el proyecto hace tres años como ejercicio docente.
«Empecé esto con estudiantes de grado», dice. «Pensé que sería divertido que los estudiantes hicieran algo así. Es una herramienta didáctica muy valiosa, porque no necesitas resolver 2 millones de ecuaciones para hacer ciencia sofisticada».
Y una vez que los estudiantes aprendieron a usar algunas herramientas de procesamiento de metales, empezaron a resolver algunos de los desafíos técnicos de la electrónica metálica flexible.
«Los estudiantes descubrieron formas de trabajar con metal y eso floreció en un millón de ideas», dice Thuo. «Y ahora no podemos parar».
Y así, los investigadores han aprendido a unir eficazmente trazos metálicos a todo tipo de cosas, como pétalos de rosa repelentes al agua y gelatina acuosa. Según lo que saben ahora, Thuo afirma que les resultaría fácil imprimir trazos metálicos sobre cubitos de hielo o tejido biológico.
Todos los experimentos «destacan la versatilidad de este enfoque», escriben los investigadores en su artículo, «lo que permite fabricar una multitud de productos conductores sin dañar el material base».
