Un equipo de investigadores de Stanford ha pasado casi dos décadas tratando de desarrollar circuitos integrados parecidos a una piel que se puedan estirar, doblar, doblar y torcer, trabajando todo el tiempo, y luego retroceder sin falta, siempre. Estos circuitos presagian un día de productos ponibles e implantables, pero un obstáculo siempre se ha interpuesto en el camino.
El equipo cree que tiene una solución. En un nuevo estudio, el grupo describe cómo han impreso circuitos integrados extensibles pero duraderos en materiales parecidos a la piel de goma, utilizando el mismo equipo diseñado para fabricar chips de silicio sólido, un logro que podría facilitar la transición a la comercialización al cambiar de fundición. que hoy hacen circuitos rígidos para producir extensibles.
El proceso permitió a los investigadores comprimir más de 40,000 transistores en un solo centímetro cuadrado de circuito extensible, pero el equipo cree que el doble de ese número está al alcance. Si bien eso estaría muy lejos de los miles de millones de transistores que se pueden apretar en la misma área en chips de silicio, sería suficiente crear circuitos simples para sensores en la piel, redes a escala corporal y bioelectrónica implantable con aplicaciones aún por hacer. ser imaginado.
“Nuestro método mejora la elasticidadTransistor densidad en más de 100 veces lo que cualquier otra persona ha logrado hasta ahora. Y lo hace con excelente uniformidad en los transistores sin sacrificar nada en rendimiento electrónico o mecánico ”, dijo el investigador.
Viejo proceso, nueva química
Una de las principales ventajas del proceso de Stanford es que se puede realizar con el mismo equipo que se utiliza para fabricar chips de silicio en la actualidad. El proceso, conocido como fotolitografía, utiliza luz ultravioleta (UV) para transferir un patrón geométrico intrincado y eléctricamente activo: un circuito—Sobre un sustrato sólido, capa por capa. Es un proceso de recubrimiento complejo y de varios pasos, exponiendo con luz, grabado químico y enjuague que deja atrás el circuito más importante.
Este método ha funcionado durante décadas en el Semiconductores industria pero, hasta la fecha, los productos químicos utilizados para disolver y lavar los materiales resistentes a la luz también eliminan los polímeros similares a la piel que son la base de los circuitos extensibles. Al desarrollar nuevas fotoquímicas que funcionan en estos materiales elásticos, el equipo de Bao está enseñando equipos de fabricación probados y verdaderos para hacer nuevos trucos. De hecho, el proceso de Stanford incluso elimina algunos de los pasos necesarios en la fabricación de silicio. Todo se suma a un resultado notable.
Denso y duradero
El equipo utilizó el nuevo proceso para producir circuitos flexibles de aproximadamente el mismo eléctrico rendimiento como transistores utilizados para las pantallas de computadora actuales, útiles para aplicaciones prácticas, luego probaron sus materiales para determinar su durabilidad y rendimiento. Al estirar los circuitos para duplicar sus dimensiones originales, tanto paralelas como perpendiculares a la dirección del circuito, los materiales recién impresos no mostraron grietas, delaminación o, lo más importante, disminución de la función. Eléctricamente, los transistores se mantuvieron estables, incluso después de 1,000 estiramientos repetidos.
