Dispositivos electrónicos sobre papel y tejidos a base de tintas de materiales 2D

Un proyecto europeo sobre electrónica flexible en el que participan investigadores de la Universidad de Granada (UGR) pretende que productos como textiles y plásticos de uso común puedan adquirir nuevas funcionalidades y medir parámetros biomédicos como humedad, nivel de PH o glucosa. Esto sería posible con la impresión de tintas de materiales 2D, una novedosa tecnología con aplicaciones en campos como salud, computación y energía.

WASP Diseño final del sensor: El proyecto WASP tiene como principal desafío el desarrollo de bio-sensores mediante dispositivos basado en tintas 2D impresos sobre papel, conectados en circuitos electrónicos complejos que incluyan sensores, celdas solares,antenas RFID y transistores.

El proyecto se llama WASP, por las siglas de Wearable Applications enabled by electronic Systems on Paper (sistemas electrónicos sobre papel para aplicaciones vestibles). Financiado por la Unión Europea en su programa H2020, WASP tiene como objetivo impulsar la adopción industrial de la electrónica flexible mediante el desarrollo de una tecnología de impresión basada en tintas de materiales 2D.

Enrique González Marín, investigador del departamento de Electrónica y Tecnología de los Computadores de la UGR, explica que los materiales 2D o “bidimensionales” son cristales semiconductores con espesores de pocos átomos. El más conocido es el grafeno, cuya investigación les valió el premio Nobel de Física en 2010 a Andre Geim y Konstantin Novoselov (que participó en la propuesta de WASP) y generó una revolución en la física y la electrónica.

El investigador de la UGR Enrique González Marín.

“Una de las aplicaciones más prometedoras de estos materiales es la formulación de tintas, que los incorpora, mezclados, en soluciones acuosas. La fabricación de circuitos basados en tintas de materiales 2D es, frente a la tecnología convencional, de bajo coste, desechable, bio-degradable y fácil de producir. Además, es industrialmente escalable mediante impresión de alta velocidad roll-to-roll”, detalla González Marín.

Por mencionar algunos ejemplos de aplicaciones, en el campo de la electrónica se han generado fotodetectores, memorias, sensores de stress o transistores. También, habría una aplicación directa en ámbitos como la electrónica flexible y portable, los textiles inteligentes, la electrónica wearable (vestible) o la monitorización de variables biomédicas, como busca WASP.

Mejor rendimiento

La UGR, bajo la dirección de González Marín, es responsable en WASP de la implementación de los modelos numéricos multi-escala. Esos modelos son necesarios para guiar las actividades experimentales de fabricación y caracterización, para así optimizar el rendimiento de los dispositivos electrónicos basados en estas tintas.

Memoria programable de solo lectura: Una memoria programable de solo lectura (PROM) fabricada por los partners de la Universidad de Pisa y la Universidad de Manchester.

El investigador explica que la Universidad de Granada asume “las funciones de estudio teórico (mediante aproximaciones multi-escala) de los dispositivos electrónicos fabricados por nuestros colaboradores, con el objeto de guiar la actividad experimental hacia aquellos diseños de mejor rendimiento”.

El consorcio que desarrolla la tecnología del proyecto WASP integra a Università di Pisa, University of Manchester, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia, Università di Roma Tor Vergata y la UGR, además de las empresas Quantavis y Essity.

“La integración de la UGR en este consorcio, con entidades que lideran el campo de las tintas electrónicas y los materiales bidimensionales a nivel europeo, la sitúa en una posición muy prometedora no solo en el contexto de los resultados que se deriven de WASP, sino también en consolidar su papel de excelencia científica en el campo de la electrónica y la ciencia de materiales”, señala González Marín.