Transistores Basados en Hilo Revolucionarios Abren Camino a Electrónica Flexible

Universidad Tufts, Medford, Massachusetts

Se ha fabricado un transistor a partir de hilo de lino, permitiendo la creación de dispositivos electrónicos hechos completamente de hilos delgados que podrían tejerse en tela, usarse en la piel, o implantarse quirúrgicamente para monitoreo diagnóstico. Los dispositivos electrónicos flexibles podrían permitir una gama de aplicaciones que se adaptan a diferentes formas y permiten movimiento libre sin comprometer función.

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

Electrónica Totalmente Basada en Hilo

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

La mayoría de electrónica flexible patrón de metales y semiconductores en estructuras flexibles o usan materiales intrínsecamente flexibles como polímeros conductores. Comparado con electrónica basada en polímeros y otros materiales flexibles, la electrónica basada en hilo tiene mayor flexibilidad, diversidad de materiales, y la capacidad de fabricarse sin necesidad de salas limpias. La electrónica basada en hilo puede incluir dispositivos diagnósticos que son extremadamente delgados, suaves y flexibles lo suficiente para integrarse perfectamente con los tejidos biológicos que están midiendo.

Fabricación de un TBT

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 delgados hilos de oro —una "fuente" de electrones y un "drenaje" donde fluyen los electrones (en algunas configuraciones, los electrones pueden fluir en la otra dirección). Un tercer hilo, llamado la compuerta, se une al material que rodea el hilo para que pequeños cambios en voltaje a través del hilo de compuerta permitan una gran corriente fluya a través del hilo entre la fuente y el drenaje —el principio básico de un transistor.

Un gel infundido con electrolito se usa como material que rodea el hilo y conectado al hilo de compuerta. El gel está compuesto por nanopartículas de sílice que se auto-ensamblan en una estructura de red. El gel electrolito (o ionogel) puede depositarse en el hilo por inmersión o frotado rápido. En contraste con los óxidos de estado sólido o polímeros usados como material de compuerta en transistores clásicos, el ionogel es resistente bajo estiramiento o flexión.

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