Circuitos electrónicos que se disuelven

Científicos estadounidenses han creado diminutos circuitos electrónicos que se disuelven en el agua o en los fluidos del cuerpo, y que podrían utilizarse tanto en dispositivos médicos como para la detección de cambios ambientales.

"Estos dispositivos son el polo opuesto de los electrónicos convencionales, cuyos circuitos integrados se diseñan para la estabilidad física y electrónica de largo plazo", explicó en el artículo publicado en Science el doctor Fiorenzo Omenetto, quien dicta cátedra en la Escuela de Ingeniería de la Universidad Tufos, en Massachusetts.

Por su parte John Rogers, de la Universidad de Illinois, describió la tecnología como "electrónica transitoria, que consiste en artefactos diseñados para desaparecer físicamente de una forma controlada y programada, y que abren oportunidades de aplicación completamente diferentes".

Estos dispositivos son el polo opuesto de los electrónicos convencionales, cuyos circuitos integrados se diseñan para la estabilidad física y electrónica de largo plazo", explicó el investigador Fiorenzo Omenetto

La nueva clase de circuitos, que están compuestos de siliconas y seda, promete una nueva generación de implantes médicos que ya no será necesario extirpar quirúrgicamente, y detectores ambientales y artefactos electrónicos que en lugar de sumarse a la basura se añadan al compost.

"Las aplicaciones diferentes que tenemos en mente requieren distintos marcos de tiempo", explicó Rogers. "Un implante médico diseñado para combatir infecciones potenciales en una incisión quirúrgica es necesario solo por un par de semanas".

"Pero un artefacto electrónico que se use en la casa o en la oficina quizá uno quiera tenerlo por un par de años", agregó: "La capacidad de usar la ciencia de materiales para la ingeniería en marcos de tiempo determinados se convierte en un aspecto crucial del diseño".

Electrónica transitoria

Los artefactos de electrónica transitoria demostrados por los investigadores en las dos universidades usan, como semiconductores, electrodos e interconexiones de magnesio, dieléctricos de entrada y entre capas de óxido de magnesio, con hojas muy finas de silicona llamadas nanomembranas.

La silicona se disuelve en los fluidos corporales pero a tasas que son tan lentas que las fichas convencionales de este material demorarían cientos de años para disolverse.

En cambio, las nanomembranas son tan delgadas que se disuelven en pocos días o semanas en unas pocas gotas de agua y, sin embargo, tienen el espesor suficiente como para capacitar artefactos semicondutores de alta calidad, tales como transistores, diodos y otros.

Los artefactos están encapsulados en capas de seda tomada de los capullos del gusano de seda, disuelta y recristalizada. Mediante un control cuidadoso de la estructura cristalina de la seda los investigadores pueden controlar la tasa de disolución, y de esa manera pueden ajustar la duración de un artefacto transitorio para la aplicación deseada.

Disolución

Los períodos de disolución van desde unos pocos minutos a días, semanas, meses, y potencialmente años, dependiendo todo de la cápsula de seda.

El equipo de investigadores, en el que también participan científicos de la Universidad Northwestern, además de la Universidad Tufts y la Universidad de Illinois ha construido ya transistores, diodos, bobinas de energía inalámbrica, sensores de temperatura y tensión, fotodetectores, células solares, osciladores y antenas de radio, e incluso una cámara digital de 64 píxeles.

Los científicos ya han probado con éxito un artefacto biodegradable, al que colocaron sobre incisiones quirúrgicas en ratas para detectar y prevenir la infección bacterial.