Las unidades flash USB ya son accesorios comunes en oficinas y campus universitarios. Pero gracias al aumento de la electrónica imprimible, los dispositivos de almacenamiento digital como estos pronto estarán en todas partes, incluidos nuestros comestibles, botellas de píldoras e incluso ropa.
Los investigadores de la Universidad de Duke nos han acercado a un futuro de electrónica flexible y de bajo costo al crear un nuevo dispositivo de memoria digital "en aerosol" usando solo una impresora de chorro de aerosol y tintas de nanopartículas.
El dispositivo, que es análogo a una unidad flash de 4 bits, es la primera memoria digital totalmente impresa que sería adecuada para su uso práctico en electrónica simple, como sensores ambientales o etiquetas RFID. Y porque se imprime a chorro atemperaturas relativamente bajas, podría usarse para construir dispositivos electrónicos programables en materiales flexibles como papel, plástico o tela.
"Tenemos todos los parámetros que permitirían que esto se use para una aplicación práctica, e incluso hemos hecho nuestra pequeña demostración con LED", dijo el estudiante graduado de Duke Matthew Catenacci, quien describe el dispositivo en un artículo publicadoen línea el 27 de marzo en el Revista de materiales electrónicos .
En el núcleo del nuevo dispositivo, que es aproximadamente del tamaño de un sello postal, hay un nuevo material imprimible a base de nanocables de cobre que es capaz de almacenar información digital.
"La memoria es algo abstracto, pero esencialmente es una serie de unos y ceros que puedes usar para codificar información", dijo Benjamin Wiley, profesor asociado de química en Duke y autor del artículo.
La mayoría de las unidades flash codifican información en series de transistores de silicio, que pueden existir en un estado cargado, correspondiente a un "uno" y un estado no cargado, correspondiente a un "cero", dijo Wiley.
El nuevo material, hecho de nanocables de cobre recubiertos de sílice encerrados en una matriz polimérica, codifica información no en estados de carga sino en estados de resistencia. Al aplicar un voltaje pequeño, se puede cambiar entre un estado de alta resistencia,que detiene la corriente eléctrica y un estado de baja resistencia que permite que la corriente fluya.
Y, a diferencia del silicio, los nanocables y el polímero se pueden disolver en metanol, creando un líquido que se puede rociar a través de la boquilla de una impresora.
"Hemos desarrollado una forma de imprimir todo el dispositivo desde la solución, que es lo que desearía si quisiera aplicarlo a telas, etiquetas RFID, sustratos curvos y flexibles, o sustratos que no puedan soportar altas temperaturas,"Dijo Wiley
Para crear el dispositivo, Catenacci utilizó por primera vez tinta de nanopartículas de oro disponible comercialmente para imprimir una serie de electrodos de oro en un portaobjetos de vidrio. Luego imprimió el material de memoria de cobre y nanocables sobre los electrodos de oro, y finalmente imprimió una segunda serie de electrodos, esta vez en cobre
Para demostrar una aplicación simple, Catenacci conectó el dispositivo a un circuito que contiene cuatro luces LED. "Dado que tenemos cuatro bits, podríamos programar dieciséis estados diferentes", dijo Catenacci, donde cada "estado" corresponde a un patrón específico de lucesEn una aplicación del mundo real, cada uno de estos estados podría programarse para corresponder a un número, letra u otro símbolo de visualización.
Aunque otros grupos de investigación han fabricado dispositivos de memoria imprimibles similares en los últimos años, este es el primero en combinar las propiedades clave que son necesarias para el uso práctico. La velocidad de escritura, o el tiempo que lleva alternar entre estados, es de alrededor de tresmicrosegundos, rivalizando con la velocidad de las unidades flash. Sus pruebas indican que la información escrita puede conservarse hasta por diez años, y el material puede reescribirse muchas veces sin degradarse.
Si bien estos dispositivos no almacenarán fotos digitales o música en el corto plazo, su capacidad de memoria es demasiado pequeña para eso, pueden ser útiles en aplicaciones donde el bajo costo y la flexibilidad son clave, dicen los investigadores.
"Por ejemplo, en este momento, las etiquetas RFID solo codifican un número de producto en particular, y generalmente se usan para registrar el inventario", dijo Wiley. "Pero cada vez más personas también quieren registrar qué ambiente se sintió ese producto, como por ejemplo:¿La medicina siempre se mantiene a la temperatura adecuada? Una forma en que se podría utilizar sería hacer etiquetas RFID más inteligentes que pudieran detectar sus entornos y registrar el estado con el tiempo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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