Los revolucionarios transistores basados en hilos allanan el camino para la electrónica flexible

Universidad de Tufts, Medford, Massachusetts

Se ha fabricado un transistor a partir de hilo de lino, lo que permite la creación de dispositivos electrónicos hechos enteramente de hilos finos que podrían tejerse en tela, usarse sobre la piel o implantarse quirúrgicamente para realizar un seguimiento diagnóstico. Los dispositivos electrónicos flexibles podrían permitir una variedad de aplicaciones que se adaptan a diferentes formas y permiten el libre movimiento sin comprometer la función.

En los transistores basados en hilos, los hilos recubiertos con nanotubos de carbono transportan corriente eléctrica entre los cables de fuente (S) y drenaje (D) en respuesta al voltaje detectado en el cable de compuerta (G). (Universidad de Tufts)

Los transistores basados en hilos (TBT) se pueden convertir en circuitos lógicos y circuitos integrados basados en hilos. Los circuitos reemplazan el último componente rígido restante de muchos dispositivos flexibles actuales y, cuando se combinan con sensores basados en hilos, permiten la creación de dispositivos multiplexados completamente flexibles.

La mayoría de la electrónica flexible modela metales y semiconductores en estructuras flexibles o utiliza materiales intrínsecamente flexibles, como polímeros conductores. En comparación con la electrónica basada en polímeros y otros materiales flexibles, la electrónica basada en hilos tiene mayor flexibilidad, diversidad de materiales y la capacidad de fabricarse sin necesidad de salas blancas. La electrónica basada en hilos puede incluir dispositivos de diagnóstico que son lo suficientemente delgados, suaves y flexibles como para integrarse perfectamente con los tejidos biológicos que están midiendo.

Hacer un TBT implica recubrir un hilo de lino con nanotubos de carbono, creando una superficie semiconductora a través de la cual los electrones pueden viajar. Unidos al hilo hay dos finos alambres de oro:una “fuente” de electrones y un “drenaje” por donde salen los electrones (en algunas configuraciones, los electrones pueden fluir en la otra dirección). Un tercer cable, llamado puerta, está unido al material que rodea el hilo de modo que pequeños cambios de voltaje a través del cable de la puerta permitan que fluya una gran corriente a través del hilo entre la fuente y el drenaje:el principio básico de un transistor.

Se utiliza un gel con electrolito como material que rodea el hilo y se conecta al cable de la puerta. El gel está formado por nanopartículas de sílice que se autoensamblan formando una estructura de red. El gel electrolítico (o ionogel) se puede depositar sobre el hilo mediante recubrimiento por inmersión o frotamiento rápido. A diferencia de los óxidos o polímeros de estado sólido utilizados como material de puerta en los transistores clásicos, el ionogel es resistente al estiramiento o la flexión.

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