Están compuestos de siliconas y seda. Darán paso a
una nueva generación de implantes médicos, detectores ambientales y
artefactos electrónicos.
Circuitos electrónico soluble en agua. (Beckman Institute, Universidad Illinois y Universidad de Tufts)
Científicos estadounidenses han creado diminutos circuitos electrónicos que se disuelven en el agua o en los fluidos del cuerpo
y podrían utilizarse tanto en dispositivos médicos como para la
detección de cambios ambientales, según un artículo que publica hoy la
revista Science.
“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 Fiorenzo Omenetto, un
doctorado de la universidad de Pavia que ahora dicta cátedra en la
Escuela de Ingeniería de la Universidad Tufts (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”.
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
diferentes marcos de tiempo”, explicó Rogers. “Un implante médico
diseñado para combatir infecciones potenciales en una incisión
quirúrgica es necesario sólo 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”.
CÓMO FUNCIONA
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.
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 siliconas 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.
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 pixeles.
En el trabajo, que está financiado por la Agencia de Proyectos de
Investigación Avanzada del Departamento de Defensa, los científicos
probaron, exitosamente, un artefacto biodegradable colocado sobre
incisiones quirúrgicas en ratas para detectar y prevenir la infección
bacterial.
