Eletrônica

Caneta eletrônica desenha circuitos flexíveis à mão

Caneta eletrônica desenha componentes eletrônicos no papel
A caneta eletrônica escreve sobre vários tipos de material, incluindo papel, plástico, madeira, cerâmica e tecido. [Imagem: Jennifer Lewis Group]

Circuitos eletrônicos à mão

Com o advento da eletrônica orgânica está cada vez mais fácil imprimir circuitos eletrônicos.

Usando as técnicas microfluídicas desenvolvidas para as impressoras jato de tinta, é possível usar tintas condutivas para imprimir os circuitos em materiais flexíveis, como o plástico.

Mas a equipe da Dra. Jennifer Lewis, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, quer ainda mais liberdade.

Lewis e seus colegas desenvolveram uma caneta que permite literalmente escrever os circuitos elétricos e interconexões para componentes eletrônicos à mão livre.

Desenhando circuitos eletrônicos

Obviamente, não faz muito sentido desenhar a placa de circuito impresso de um computador à mão, se há programas e equipamentos para fazer isso automaticamente.

Mas, em tempos de computação ubíqua - computadores por toda parte - e roupas inteligentes, será comum querer colocar um LED ou uma célula solar em um ponto específico da casa, da roupa e até de um quadro.

E isto é algo que poderá ser feito muito mais rapidamente e com custo baixíssimo se estiver à mão uma caneta capaz de "desenhar" as conexões elétricas para os componentes eletrônicos ou fazer as antenas para sensores e equipamentos sem fios.

"A impressão com uma caneta permite construir dispositivos eletrônicos à medida que são necessários," afirma Lewis. "Este é um passo importante para a 'fabricação pessoal' usando ferramentas facilmente disponíveis e de baixo custo."

Tinta eletrônica

A "caneta eletrônica" é uma caneta comum, de esfera, preenchida com uma tinta eletrônica que a equipe vem desenvolvendo há anos.

A tinta condutora é feita a partir de nanopartículas de prata, produzidas em solução através da redução do nitrato de prata. O poli-ácido acrílico é usado para evitar que as nanopartículas fiquem muito grandes.

Os pesquisadores então removem o ácido e ajustam a viscosidade da tinta adicionando hidroxietilcelulose. Depois, é só colocá-la no depósito de tinta da caneta.

Caneta eletrônica desenha circuitos eletrônicos flexíveis à mão
O mesmo princípio da caneta à mão livre foi usado para desenhar antenas funcionais. [Imagem: Jennifer Lewis Group]

O grupo testou sua tinta e sua caneta conectando LEDs em uma pintura sobre tecido e construindo antenas totalmente funcionais para equipamentos de radiofrequência, como as usadas em dispositivos wireless.

A caneta eletrônica escreve sobre vários tipos de material, incluindo papel, plástico, madeira, cerâmica e tecido.

Microflexíveis

Os circuitos escritos sobre papel continuaram funcionais mesmo depois de o papel ser flexionado centenas de vezes.

Dependendo do material onde o componente é impresso pode ser necessário acrescentar cola para garantir a firmeza da fiação escrita com a caneta.

A seguir, a equipe planeja desenvolver novas tintas para permitir que a impressão de circuitos elétricos e eletrônicos possa incluir outros materiais condutores de elétrons e de íons.

O grupo da Dra. Lewis já desenvolveu várias tecnologias nesta área, incluindo canais tridimensionais que imitam o sistema vascular, um sistema que fabrica peças tridimensionais microscópicas e células solares tridimensionais usando uma técnica de nano-origami.

Bibliografia:

Pen-on-Paper Flexible Electronics
Analisa Russo, Bok Yeop Ahn, Jacob J. Adams, Eric B. Duoss, Jennifer T. Bernhard, Jennifer A. Lewis
Advanced Materials
20 JUN 2011
Vol.: Early View
DOI: 10.1002/adma.201101328

Conformal Printing of Electrically Small Antennas on Three-Dimensional Surfaces
Jacob J. Adams, Eric B. Duoss, Thomas F. Malkowski, Michael J. Motala, Bok Yeop Ahn, Ralph G. Nuzzo, Jennifer T. Bernhard, Jennifer A. Lewis
Advanced Materials
Vol.: 23, Issue 11, Pages: 1335-1340
DOI: 10.1002/adma.201003734




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