Hacia la fabricación industrial de electrónica flexible con tinta de grafeno conductora

Imagine un ordenador tableta flexible o un periódico electrónico que permita doblarlo para meterlo en el bolsillo. Hoy en día se puede hacer, pero resulta todavía caro y aparatoso. Sin embargo, la tecnología para lograr que estos dispositivos se vendan en la tienda de la esquina puede que ya esté de camino.

Unos científicos de la Universidad del Noroeste en Evanston, Illinois, han desarrollado recientemente una tinta a base de grafeno que es altamente conductora y tolerante a la flexión, y la han usado para imprimir mediante chorro de tinta patrones de grafeno que podrían ser usados para electrodos conductores diseñados con un gran nivel de detalle.

Los patrones resultantes son 250 veces mejor conductores que los logrados anteriormente, y este logro podría ser un paso decisivo hacia el desarrollo de electrónica flexible de bajo costo.

El grafeno tiene una combinación única de propiedades que es ideal para la próxima generación de dispositivos electrónicos, incluyendo una alta conductividad eléctrica, flexibilidad mecánica, y estabilidad química. Esto lo tiene muy claro Mark Hersam, profesor de ingeniería y ciencia de los materiales en la Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad del Noroeste, quien ha inventado, junto con sus colaboradores, una tinta a base de grafeno con la que es factible imprimir circuitería sobre substratos flexibles mediante una impresora de chorro de tinta.

Ya se había explorado el uso de la impresión por chorro de tinta para fabricar transistores, células solares y otros componentes electrónicos. Es un método de bajo costo y alta productividad, y puede crear patrones sobre una amplia variedad de sustratos, lo cual hace que sea una opción atractiva para la próxima generación de dispositivos electrónicos.

La impresión mediante chorro de tinta con grafeno (un singular material estructural que es una hoja de carbono ultradelgada, de tan sólo 1 átomo de espesor, con cualidades excepcionales) es muy prometedora, pero ha sido todo un reto porque es difícil elaborar grafeno en grandes cantidades sin comprometer sus propiedades electrónicas. Los procesos usados a menudo requieren condiciones oxidantes, o generan residuos oxidantes, que hacen que el material de óxido de grafeno resultante tenga una conductividad menor que la del carbono puro.


Los investigadores de la Universidad del Noroeste han desarrollado un nuevo método para producir en grandes cantidades y a temperatura ambiente grafeno que mantiene su conductividad.

Como demostración, los investigadores imprimieron con la tinta en múltiples capas, cada una de 14 nanómetros de grosor, para crear patrones precisos. La conductividad de la tinta permanece sin apenas cambios, incluso al flexionarla bastante, lo que sugiere que las tintas a base de grafeno podrían ser una opción muy buena para crear dispositivos electrónicos plegables.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Ethan B. Secor, Michael L. Geier, Pradyumna L. Prabhumirashi y Kanan Puntambekar.

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