El papel como sustrato para circuitos electrónicos no es común, pero resulta prometedor para dispositivos flexibles debido a su bajo costo y facilidad de reciclaje. Sin embargo, el papel es un material difícil para imprimir pistas, ya que la celulosa es absorbente e irregular, lo que limita la resolución y precisión del llamado papertronics. Incluso al usar papel de alta calidad con máscaras de cera, los resultados presentaban problemas de resolución, por lo que Zahra Rafiee y su equipo decidieron abordar el problema desde una perspectiva distinta, empleando papel pergamino hidrofóbico combinado con un láser.
La ventaja de las tintas utilizadas en el papertronics es que no solo actúan como pistas, sino que pueden funcionar como elementos activos, como resistencias, algo que también se demuestra en el estudio. Los canales para las tintas se crean mediante un láser de CO2 de 50 Watts, que graba la capa de silicona presente en el papel pergamino. La resolución lograda en el artículo es de aproximadamente 250 µm para anchos de línea y 300 µm de separación entre líneas, un desempeño notablemente superior al de las alternativas basadas en cera.
¿Cómo se logra la conductividad en estos circuitos?
Para proporcionar conductividad en las tintas se utilizó PEDOT:PSS, el cual, al mezclarse con sulfóxido de dimetilo (DMSO), permite crear resistencias. Por otro lado, los condensadores pueden imprimirse creando 'dedos' entrelazados de PEDOT:PSS, utilizando un gel a base de alcohol polivinílico (PVA) como electrolito. Estas combinaciones fueron empleadas para fabricar filtros RC de paso bajo y paso alto.
¿Qué ocurre con la degradación del material?
La degradación de estos circuitos fue probada enterrándolos en suelo bajo condiciones típicas. Solo la capa de silicona resultó ser bastante inmune a la degradación. Dado que la silicona se considera química y biológicamente inerte, se afirma que no representa un problema ambiental. Para situaciones donde dicha descomposición rápida no sea deseable, se ofrece como opción la encapsulación con polidimetilsiloxano (PDMS).
Vía CNX Software.
