¡Hola, makers! Hoy os traemos una noticia que aúna impresión 3D y la electrónica. Y es que un equipo del MIT ha dado un paso muy importante hacia la fabricación de dispositivos electrónicos activos impresos en 3D sin semiconductores. Usando materiales simples y sin necesidad de una sala limpia, han logrado crear componentes electrónicos activos que pueden controlar señales eléctricas.
Esto podría cambiar la forma en que se fabrican los electrónicos, haciéndolo accesible para empresas, laboratorios, e incluso casas en todo el mundo.
No sé si lo recordáis pero durante la pandemia del Covid-19, la falta de instalaciones de fabricación de semiconductores contribuyó a la escasez mundial de electrónicos. Y, aunque esta tecnología aún está en desarrollo, los investigadores del MIT han logrado imprimir fusibles reiniciables completamente funcionales, componentes clave que normalmente requieren semiconductores.
¿Qué han conseguido, a qué nos referimos con electrónica impresa en 3D?
Han creado dispositivos electrónicos activos sin semiconductores utilizando una impresora 3D y un material biodegradable dopado con cobre. Estos dispositivos pueden hacer las mismas funciones de conmutación que los transistores basados en semiconductores. Aunque todavía no alcanzan el rendimiento de los transistores de silicio, pueden ser usados para tareas simples como regular la velocidad de un motor eléctrico.
Lo mejor de todo es que estos dispositivos se imprimieron usando un hardware estándar de impresión 3D. Los investigadores han mostrado que, incluso después de 4.000 ciclos de conmutación, los dispositivos no presentan signos de deterioro. Y aunque no compitan con los transistores de silicio, la idea es democratizar la tecnología, al igual que se hizo con las impresoras 3D : «Esto podría permitir que cualquiera cree hardware inteligente, lejos de los centros de fabricación tradicionales«, dice Luis Fernando Velásquez-García, científico principal del MIT.
Lo más interesante es que este proyecto nació de un experimento con bobinas magnéticas usando impresión por extrusión. Usando un filamento de polímero dopado con nanopartículas de cobre, los investigadores vieron un fenómeno curioso: al pasar una gran cantidad de corriente, la resistencia del material aumentaba drásticamente, pero volvía a la normalidad al detener la corriente. Esa propiedad les permitió crear dispositivos que operan como interruptores, algo que normalmente solo se asocia con los semiconductores.
Aunque todavía necesitan investigar más sobre por qué este fenómeno ocurre solo con esa combinación de materiales, está claro que tiene un gran potencial. Ahora se están enfocando en imprimir interruptores que puedan formar puertas lógicas sin semiconductores, lo cual podría abrir un nuevo mundo para la impresión de electrónicos en 3D.
Los dispositivos que han desarrollado están hechos de finas trazas de polímero dopado con cobre y contienen regiones conductoras que permiten regular la resistencia controlando el voltaje. Aunque sus dispositivos no tienen el tamaño nanométrico de los transistores avanzados, sí son capaces de realizar operaciones simples como encender y apagar motores. Además, la impresión 3D con materiales biodegradables usa menos energía y produce menos residuos que la fabricación tradicional de semiconductores.
En el futuro, los investigadores esperan imprimir electrónicos completamente funcionales, como un motor magnético, utilizando solo impresión 3D por extrusión. «Este trabajo demuestra que los dispositivos electrónicos activos se pueden fabricar usando materiales conductores poliméricos extruidos«, dice Roger Howe, profesor emérito de Stanford.
Este avance del MIT es un paso emocionante para los makers, que la impresión 3D de dispositivos electrónicos sin semiconductores llegue hará que la tecnología sea más accesible y sostenible. Aunque está lejos de competir con los chips de silicio, es un gran avance para llevar la fabricación electrónica al alcance de todos los makers. ¡Quién sabe qué nuevas posibilidades podremos imprimir en el futuro!
Fuente: MIT News
