Circuitos eletrônicos dobráveis e macios conduzem eletricidade mesmo perfurados

Engenheiros do Instituto Virginia Tech e do Macromolecules Innovation Institute, ambos nos EUA, criaram um novo tipo de circuito eletrônico que pode ser dobrado e perfurado sem quebrar. Esses componentes também são elásticos, macios e não perdem a condutividade elétrica mesmo depois de sofrerem danos severos em sua estrutura.

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Os pesquisadores usaram gotículas de metal líquido dispersas em um elastômero, uma espécie de polímero emborrachado, para conduzir eletricidade. Esse método torna os dispositivos recicláveis e capazes de gerar novos circuitos mesmo depois do fim da vida útil de um equipamento eletrônico.

"Para fazer circuitos, introduzimos uma abordagem escalonável por meio de relevo, o que nos permite criar rapidamente circuitos sintonizáveis ​​conectando gotas seletivamente. Podemos separar localmente as gotículas para refazer os circuitos e até mesmo dissolvê-los completamente para quebrar todas as conexões e reciclar os materiais", explica o professor de engenharia mecânica do Virginia Tech Ravi Tutika, autor principal do estudo.

Inquebráveis

Os circuitos são tão flexíveis que se um orifício for feito no meio deles, as gotículas de metal não perdem a capacidade de transmitir energia. Em vez de interromper a conexão completamente, o material encontra novos caminhos ao redor do buraco para continuar a transferir eletricidade.

Além disso, os circuitos também conseguem ser esticados em até 10 vezes o seu comprimento original sem rasgar ou perder a habilidade de conduzir energia elétrica. As gotas de metal líquido e material emborrachado podem ser dissolvidas em uma solução líquida e reaproveitadas na fabricação de outros dispositivos.

“Estamos entusiasmados com nosso progresso e visualizamos esses materiais como componentes essenciais para tecnologias leves emergentes. Este trabalho se aproxima da criação de circuitos flexíveis que podem ser usados em uma variedade muito grande de aplicações do mundo real", comemora o professor Departamento de Engenharia Mecânica do Virginia Tech Michael Bartlett, que liderou a equipe de estudos.

Dobráveis

Ao contrário da tecnologia que utiliza materiais rígidos e fios soldados na fabricação dos equipamentos eletrônicos atuais, os circuitos flexíveis e macios podem impulsionar a criação de novos dispositivos elásticos, mais resistentes e com aplicações em diversas áreas, como na robótica e medicina.

Esses materiais também podem ser usados no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos vestíveis, mais eficientes, confortáveis e capazes de esticar e voltar ao estado original sem danificar sua estrutura elétrica. A ideia é fabricar componentes maleáveis que possam antecipar em alguns anos a criação da chamada eletrônica sustentável.

Na mesma direção

Cientistas da Universidade Stanford, nos EUA, desenvolveram uma nova técnica para a fabricação mais eficiente de transistores flexíveis com menos de 100 nanômetros de comprimento. Esse avanço na miniaturização de componentes eletrônicos torna possível a criação dos chamados dispositivos "flextronics", ou flextrônicos em uma tradução livre.

Eles criaram um filme de dissulfeto de molibdênio (MoS2) atomicamente fino coberto com pequenos eletrodos de ouro sobre uma placa sólida de silício revestida com vidro. Com isso, o transistor pode ser produzido com técnicas já existentes e alcançar um tamanho impossível para os substratos de plástico, tornando-se muito mais maleável do que componentes convencionais.

Com essa tecnologia será possível fabricar circuitos de computador dobráveis que conservam a eficiência energética e podem ser implantados no corpo humano ou utilizados na Internet das Coisas (IoT) de uma forma muito mais abrangente e fácil de aplicar quando se trata de equipamentos vestíveis.

Entre os possíveis usos dos componentes flextrônicos estão a fabricação de equipamentos mais eficientes e a criação de dispositivos médicos que podem ser usados para inúmeras tarefas na área da saúde, como marcapassos inteligentes que funcionem sem a necessidade de uma bateria ou sensores de temperatura mais precisos e que se adaptem com facilidade ao corpo humano.

Fonte: Virginia Tech