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Primera demostración de electrónica de grafeno impresa por inyección de tinta
La tecnología de inyección de tinta ha supuesto una revolución. En primer lugar, está la impresión de imágenes digitales, que se ha vuelto más rápida y flexible de lo que nadie imaginaba (aunque no necesariamente más barata).
Luego vino la impresión 3D en la que se imprime una capa de material sobre otra para construir objetos tridimensionales. Se ha convertido en una forma estándar de hacer prototipos complejos, mientras que otros la utilizan para 'imprimir' diferentes tipos de chocolates, cremas y glaseados.
Luego están los grupos que han agregado polímeros conductores a las tintas y los han utilizado para imprimir circuitos sobre sustratos flexibles. Estos se utilizan para hacer de todo, desde papel digital hasta etiquetas RFID desechables. Y pueden imprimirse en hojas de prácticamente cualquier tamaño, a diferencia de los circuitos convencionales de alto rendimiento que deben forjarse en condiciones exóticas dentro de plantas de fabricación multimillonarias.
Sin embargo, existe un problema. La electrónica impresa por inyección de tinta tiene un rendimiento inferior al de los circuitos integrados convencionales por un margen significativo: los transistores de película delgada impresos son simplemente más grandes y más lentos que los modelos basados en silicio. Así que ha comenzado la carrera para mejorar su rendimiento.
Hoy, Andrea Ferrari y sus amigos de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido muestran un importante paso adelante. Estos tipos han encontrado una manera de reemplazar o aumentar los polímeros conductores en estas tintas con grafeno, el material maravilloso del momento.
No es difícil ver por qué. Las propiedades electrónicas del grafeno son difíciles de igualar y lo hacen ideal para la nanoelectrónica. Pero la dificultad es combinarlo en una tinta que forma fácilmente pequeñas gotas, algo que obviamente es esencial para la impresión de inyección de tinta.
Este es esencialmente el gran avance que Ferrari y compañía han logrado. Han encontrado una manera de producir grafeno fácilmente quitando químicamente las escamas de un bloque de grafito y filtrándolas para eliminar las que pudieran obstruir los cabezales de la impresora.
Luego agregan las hojuelas a un solvente llamado N-Metilpirrolidona, o NMP, que minimiza problemas como el efecto de anillo de café que puede ocurrir cuando algunos solventes se evaporan.
Finalmente, pusieron estas cosas en sus impresoras e imprimieron algunos circuitos y transistores de película delgada.
Los resultados son prometedores. Las tintas basadas en grafeno igualan o superan el rendimiento de la mayoría de las tintas disponibles en la actualidad. Eso es bastante bueno para un primer intento, ya que sin duda vendrán mejoras.
Esto allana el camino para dispositivos de grafeno totalmente impresos, flexibles y transparentes en sustratos arbitrarios, dicen Ferrari y compañía al concluir su artículo. Lo que significa que podemos esperar ver mucho más sobre esto en los próximos meses y años.
Ref: arxiv.org/abs/1111.4970 : Electrónica de grafeno impresa por inyección de tinta