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¿Cómo se puede estirar la electrónica?

¿Cómo se puede estirar la electrónica? Los dispositivos electrónicos flexibles y estirables tienen el potencial de ayudarnos a comunicar información sobre la salud.

Los circuitos y componentes electrónicos han recorrido un largo camino desde que la supercomputadora ENIAC de 25 toneladas y 680 pies cuadrados cobró vida por primera vez en 1946 [fuente:Jones]. Pero a pesar de los asombrosos logros de los científicos en la miniaturización, hasta los dispositivos más diminutos se han fabricado con materiales rígidos, hasta hace poco [fuentes:Hockmuth, Yong].

En los últimos años, los avances en la nanotecnología, la ciencia de los materiales y las técnicas de fabricación han llevado al desarrollo de circuitos y componentes estirables con el potencial de ser utilizados en dispositivos médicos que salvan vidas, ropa deportiva "inteligente", tecnología de energía solar y cualquier número de futuros aplicaciones que aún tenemos que imaginar [fuentes:Economist, Gaudin, Hockmuth].

Diferentes investigadores han encontrado diferentes formas de construir electrónica extensible. Los ingenieros de la Universidad de Purdue adoptaron un enfoque de tecnología relativamente baja, utilizando una máquina de coser básica y un cable convencional para crear lo que ellos llaman "interconexiones ultraelásticas" capaces de estirarse el 500 por ciento de su longitud y luego volver [fuente:Gaudin].

Con hilo soluble en agua, el equipo de Purdue cosió alambre en zigzag sobre una lámina de polietileno similar a la que se usa para las transparencias de los retroproyectores. Luego vertieron un material gomoso sobre el cable y usaron agua tibia para disolver el hilo y separar el polietileno, dejando el cable encerrado en el material gomoso [fuente:Gaudin].

En la Universidad de Drexel, un equipo de ingenieros y diseñadores ha creado una banda para el vientre suave y cómoda que se estira alrededor del abdomen de una mujer embarazada para controlar las contracciones uterinas. El hilo de acero inoxidable o plata cosido en el centro de la banda actúa como una antena, transmitiendo señales a una estación base desde una pequeña etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) cosida en la tela. A medida que la banda se estira con cada contracción, la frecuencia de las ondas de radio cambia, lo que permite medir las contracciones [fuente:Kim, M.].

Los científicos de materiales de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign han encontrado dos formas de crear circuitos estirables utilizando silicio, que suele ser un material rígido.

El primer método requiere cortar el silicio a un grosor de solo 100 nanómetros y aplicarlo a un material de goma que ya se ha estirado. Cuando la goma se encoge, el silicio se pandea pero no se rompe. Luego se puede estirar en cualquier dirección manteniendo sus propiedades conductoras.

Un segundo método, llamado enfoque de isla de silicio, consiste en conectar pequeños cuadrados de silicio con tiras flexibles de alambre de metal que pueden estirarse y doblarse [fuente:Economist].

El mismo equipo de científicos ha desarrollado lo que podría ser la primera batería de iones de litio recargable y estirable, que crearon superponiendo láminas flexibles de cátodo de dióxido de cobalto y litio y ánodo de óxido de titanio y litio entre caucho de silicona suave [fuentes:Choi, Fellman].

Investigadores de la Universidad de California, San Diego, están trabajando en dispositivos que se estiran a nivel molecular, modificando la estructura molecular de los polímeros para crear materiales de caucho semiconductores [fuente:Hockmuth].

Y en la Universidad de Michigan, un equipo incrustó nanopartículas de oro en poliuretano, creando un material que sigue siendo conductor incluso cuando se estira hasta seis veces su longitud original [fuente:Emspak].