Fabricación Acelerada de Sensores Vestibles Elásticos en UC Berkeley

Colegio de Ingeniería de UC Berkeley, CA

Un array de supercondensadores hecho usando una nueva técnica de fabricación que es más rápida y menos costosa que la fotolitografía. (Imagen: Peisheng He/UC Berkeley)

Técnica que reemplaza fotolitografía por cortadora de vinilo de $200

Ingenieros de UC Berkeley han desarrollado una nueva técnica para fabricar sensores vestibles que permite a investigadores médicos prototipar y probar nuevos diseños mucho más rápido y a un coste mucho menor que los métodos existentes.

La nueva técnica reemplaza la fotolitografía —un proceso de múltiples pasos usado para fabricar chips de computadora en salas limpias— con una cortadora de vinilo de $200. El nuevo enfoque reduce el tiempo para fabricar pequeños lotes de sensores en casi un 90 por ciento mientras reduce costes en casi un 75 por ciento, dijo Renxiao Xu, quien desarrolló la técnica mientras cursaba su doctorado en ingeniería mecánica en Berkeley.

Estructura isla-puente para flexibilidad de bajo estrés

Los sensores vestibles a menudo son usados por investigadores para recopilar datos médicos de pacientes durante períodos prolongados. Van desde apósitos adhesivos en la piel hasta implantes elásticos en órganos, y aprovechan sensores sofisticados para monitorizar salud o diagnosticar enfermedades.

Una "malla inteligente" elástica hecha del proceso de fabricación de corte en dos modos. Este dispositivo podría aplicarse en extracción y detección de sudor montado en piel. (Imagen: Peisheng He/UC Berkeley)

Estos dispositivos consisten en cables planos, llamados interconexiones, así como sensores, fuentes de alimentación y antenas para comunicar datos a apps de smartphone u otros receptores. Para mantener funcionalidad completa, deben estirarse, flexionarse y torcerse con la piel y órganos en los que están montados —sin generar tensiones que comprometan su circuitería.

Para lograr flexibilidad de bajo estrés, los ingenieros usan una estructura "isla-puente". Las islas albergan componentes electrónicos rígidos y sensores, como resistores comerciales, capacitores y componentes sintetizados en laboratorio como nanotubos de carbono. Los puentes unen las islas entre sí. Sus formas en espiral y zigzag se estiran como resortes para acomodar grandes deformaciones.

De fotolitografía a corte en dos modos

En el pasado, los investigadores han construido estos sistemas isla-puente usando fotolitografía, un proceso de múltiples pasos que usa luz para crear patrones en obleas semiconductoras. Fabricar sensores vestibles de esta manera requiere una sala limpia y equipo sofisticado.

La nueva técnica es más simple, rápida y económica, especialmente al fabricar las una o dos docenas de muestras que los investigadores médicos típicamente necesitan para pruebas.

Una descripción de la técnica fue publicada en ACS Nano. Xu, quien ahora trabaja en Apple, y Liwei Lin, profesor de ingeniería mecánica y co-director del Centro de Sensores y Actuadores de Berkeley, fueron los investigadores principales.

Para más información, contacte a Sarah Yang en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita tener JavaScript habilitado para verla.; 510-643-6803.