Investigadores del MIT han encontrado inesperadamente una forma de fabricar transistores y otros componentes electrónicos sin utilizar semiconductores.
El principal problema de la electrónica impresa en 3D es que los elementos semiconductores están formados por finas capas de silicio y son extremadamente frágiles. Su funcionalidad puede verse afectada por el polvo, la temperatura y la humedad. Por eso, los chips se crean en salas blancas donde se controlan estrictamente todos los factores para garantizar que los chips funcionen con precisión.
El diseño de los chips modernos es extremadamente complejo: constan de miles de millones de transistores y se fabrican con tecnología a escala nanométrica. Este proceso es mucho más preciso de lo que permiten las capacidades de las impresoras 3D modernas.
En realidad, los científicos del MIT no intentaron reproducir chips modernos ni siquiera pensaron en algo así — la oportunidad surgió casi por accidente. A principios de este año, fabricaron inductores magnéticos mediante un proceso llamado impresión por extrusión — en el que una impresora funde filamento y rocía el material a través de una boquilla, construyendo el objeto capa a capa.
Los investigadores observaron que el material que estaban utilizando, un filamento de polímero dopado con nanopartículas de cobre, mostraba un gran pico de resistencia cuando le hacían pasar una gran corriente. En cuanto se desconectaba la corriente, la resistencia volvía a su valor normal. La propiedad de cambiar la resistencia bajo la influencia de la corriente permite crear transistores.
«Vimos que era algo que podía ayudar a llevar los equipos de impresión 3D al siguiente nivel. Este método ofrece una forma clara de dotar de cierto grado de «inteligencia» a un dispositivo electrónico»», afirma Luis Fernando Velázquez-García, científico principal del Laboratorio de Tecnología de Microsistemas del MIT.
El equipo demostró fusibles y transistores reutilizables totalmente impresos en 3D con este material barato. Con un tamaño de varios cientos de micras, estos transistores no son tan pequeños y eficientes como los de un procesador moderno. Sin embargo, son duraderos y pueden utilizarse para tareas sencillas.
«La realidad es que hay muchas situaciones de ingeniería que no requieren los mejores chips. Al fin y al cabo, lo único que te importa es si tu dispositivo puede realizar la tarea. Esta tecnología es capaz de satisfacer algunas de las» limitaciones», afirma Velázquez-García.
Gracias a su material biodegradable y al hecho de que no requiere salas blancas, este método de fabricación de componentes electrónicos sencillos puede utilizarse en lugares donde es difícil producir dispositivos de alta calidad, como laboratorios de investigación remotos, incluso a bordo de naves espaciales. Investigación publicado en la revista Virtual and Physical Prototyping.
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