Sólo para Ingenieros (358): Circuitos integrados completos de grafeno se pueden imprimir sobre tela 24/11/2017

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1 Sólo para Ingenieros (358): Circuitos integrados completos de grafeno se pueden imprimir sobre tela 24/11/2017 Especialidad: Ingeniería electrónica, Ingeniería de materiales Estimados colegas y amigos: El grafeno es un forma de carbono que consiste en una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. Es el elemento estructural básico de muchos otros alótropos de carbono, como el grafito, el carbón, los nanotubos de carbono y los fullerenos. Se puede considerar como una molécula aromática indefinidamente grande, el último caso de la familia de los hidrocarburos aromáticos policíclicos planos. El grafeno tiene muchas propiedades inusuales. Es el material más resistente jamás probado, conduce eficientemente el calor y la electricidad y es casi transparente. El grafeno muestra un diamagnetismo grande y no lineal, que es mayor que el del grafito, y puede ser levitado por imanes de neodimio. Los científicos teorizaron sobre el grafeno durante años. Se había producido involuntariamente en pequeñas cantidades durante siglos, mediante el uso de lápices y otras aplicaciones similares de grafito. Originalmente se observó en microscopios electrónicos en 1962, pero solo se estudió mientras se apoyaba en superficies metálicas.

2 Este material fue luego redescubierto, aislado y caracterizado en 2004 por Andre Geim y Konstantin Novoselov en la University of Manchester. Estos científicos publicaron su investigación incluyendo descripciones teóricas de su composición, estructura y propiedades, razón por la cual se les otorgó el Premio Nobel de Física en Las propiedades del grafeno son ideales para utilizarlo como componente de circuitos integrados. Está dotado de alta movilidad de portadores, así como de bajo nivel de ruido. Ello permite que se le utilice como canal en transistores de efecto campo. En varias ocasiones, varios colegas nos han enviado publicaciones sobre extraordinarias aplicaciones del grafeno, las cuales se han descrito en este espacio. Hoy, nuevamente un colega, ingeniero en materiales, nos envía información sobre una nueva asombrosa aplicación. Veamos de que se trata Investigadores de la University of Cambridge (UC), que trabajan con colegas en Italia y China, han demostrado cómo el grafeno se puede imprimir directamente en la tela para producir circuitos electrónicos integrados que son cómodos de usar y pueden sobrevivir a 20 ciclos en una lavadora típica. Esta información se publicó el 8 de noviembre en el boletín digital de la UC. Los nuevos dispositivos electrónicos textiles se basan en la impresión inkjet a bajo costo, sostenible y escalable de tintas basadas en grafeno y otros materiales bidimensionales, y se producen mediante técnicas de procesamiento estándar. Los resultados se publican en la revista Nature Communications.

3 Basados en investigaciones anteriores relacionadas con la formulación de tintas de grafeno para productos electrónicos impresos, el equipo diseñó tintas de bajo punto de ebullición, que se imprimieron directamente sobre tela de poliéster. Además, descubrieron que la modificación de la rugosidad del tejido mejoraba el rendimiento de los dispositivos impresos. La versatilidad de este proceso permitió a los investigadores diseñar no solo transistores únicos, sino circuitos electrónicos integrados totalmente impresos que combinan componentes activos y pasivos. La mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles que están disponibles actualmente se basan en componentes electrónicos rígidos montados en plástico, caucho o textiles. Estos ofrecen una compatibilidad limitada con la piel en muchas circunstancias, se dañan cuando se lavan y son incómodos de usar porque no son transpirables. Otras tintas para productos electrónicos impresos normalmente requieren disolventes tóxicos y no son apropiadas para ser utilizadas prendas de vestir, mientras que nuestras tintas son baratas, seguras y ecológicas, y se pueden combinar para crear circuitos electrónicos simplemente imprimiendo diferentes materiales bidimensionales en la tela ", Dijo el Dr. Felice Torrisi del Cambridge Graphene Center, el autor principal del artículo. La impresión textil digital ha existido durante décadas para imprimir colorantes simples en textiles, pero nuestro resultado demuestra por primera vez que dicha tecnología también se puede utilizar para imprimir todo el circuito electrónico integrado en textiles, dijo el coautor, Profesor Roman Sordan, del Politecnico di Milano. Aunque para nuestras demostraciones utilizamos circuitos integrados muy simples, nuestro proceso es escalable y no existen obstáculos fundamentales para el desarrollo tecnológico de dispositivos electrónicos portátiles, tanto en términos de su complejidad como en su rendimiento. Los componentes impresos son flexibles, lavables y requieren baja potencia, requisitos esenciales para aplicaciones en electrónica portátil, dijo el estudiante de doctorado Tian Carey, primer autor del artículo.

4 El trabajo abre una serie de oportunidades comerciales para tintas de materiales bidimensionales, que van desde la salud personal y la tecnología de bienestar, hasta la recolección y el almacenamiento de la energía, las prendas militares, la informática portátil y la moda. Convertir las fibras textiles en componentes electrónicos funcionales puede abrirse a un conjunto completamente nuevo de aplicaciones, desde salud y bienestar hasta Internet de las Cosas, dijo Torrisi. Gracias a la nanotecnología, en el futuro, nuestra ropa podría incorporar estos productos electrónicos basados en textiles, como pantallas o sensores, y convertirse en interactivos. El uso de grafeno y otras tintas relacionadas con material en 2D (GRM) para crear componentes electrónicos y dispositivos integrados en telas y textiles innovadores es una parte esencial de los nuevos avances técnicos en la industria de los textiles inteligentes. Los equipos del Cambridge Graphene Center0 y el 0Politecnico di Milano0 también están involucrados en el Graphene Flagship, un proyecto paneuropeo financiado por la Comunidad Europea (CE) dedicado a llevar las tecnologías de grafeno y GRM a aplicaciones comerciales. La investigación fue apoyada por subvenciones del Graphene Flagship, el European Research Council s Synergy Grant, el Engineering and Physical Science Research Council, el Newton Trust, el International Research Fellowship de la National Natural Science Foundation of China y el Ministry of Science and Technology of China. La tecnología está siendo comercializada por Cambridge Enterprise, el brazo de comercialización de la Universidad Cambridge. Referencia: Tian Carey et al. Fully inkjet-printed two-dimensional material field-effect heterojunctions for wearable and textile electronics. Nature Communications (2017). DOI: /s Fuentes:

5 Agradezco las contribuciones y opiniones enviadas. No. de ingenieros en la lista de distribución: 1,151 No. de envío: 358 Bienvenidos comentarios sobre los envíos. Les envío un fuerte abrazo. Arnoldo Comentarios: Sólo para Ingenieros (356): Un tercio de Internet está bajo ataque... El 20/11/17 a las 21:02, Yasuhiro Matsumoto Kuwahara escribió: Gracias Arnoldo, Interesante información sobre ataque cibernético o ataques de Denegación de Servicio. Es una pena que en el mundo siga siendo objeto de dichos ataques, es una ironía pero es el precio de los avances tecnológicos. Saludos, Yasuhiro Sólo para Ingenieros (357): Tendencia: Digitalización de piezas de reemplazo para la industria... El 19/11/17 a las 09:38, Dr. Felipe Arreguin escribió: Gracias Saludos Felipe Arreguín Otras Ligas: Liga al Portal de la Academia Panamericana de Ingeniería - Ciencia y Tecnología 'Sólo para ingenieros': En la columna Ingeniería para todos del rotativo La Unión de Morelos se publicó, el lunes 20 de noviembre de 2017: Un tercio de Internet está bajo ataque.