Transportar rápidamente diminutas gotas de metal con sonido ¿crea cables para electrónica flexible?

El envío de gotas de metal líquido con ultrasonido ofrece una nueva forma de hacer cableado para dispositivos electrónicos elásticos y flexibles. La técnica agrega un nuevo enfoque a la caja de herramientas para los investigadores que desarrollan circuitos para sensores médicos que se adhieren a la piel, dispositivos electrónicos portátiles y otras aplicaciones donde los circuitos electrónicos rígidos son menos que ideales.

Los investigadores comenzaron dibujando en láminas de plástico elástico con líneas de gotas microscópicas hechas de una aleación de galio e indio; la aleación de metal es líquida a temperaturas superiores a unos 16° Celsius. Aunque el metal líquido es eléctricamente conductor, las gotas se oxidan rápidamente, ese proceso cubre cada uno de ellos con una fina capa aislante. Las capas llevan cargas estáticas que separan las gotas, haciéndolas inútiles para conectar los LED, los microchips y otros componentes en los circuitos electrónicos.

Al golpear las microesferas con ondas de sonido de alta frecuencia, los investigadores hicieron que las bolas microscópicas arrojaran bolas nanoscópicas de metal líquido aún más pequeñas. Las diminutas esferas cierran los espacios entre las más grandes, y ese contacto cercano permite que los electrones atraviesen las capas de óxido para que las gotas puedan transportar electricidad. Cuando el plástico, en el que están impresas las gotas, se estira o se dobla, las bolas de metal más grandes pueden deformarse, mientras que las más pequeñas actúan como partículas rígidas que se desplazan para mantener el contacto.

Los investigadores demostraron sus conductores conectando componentes electrónicos en un patrón elástico de LED que mostraban las iniciales del Laboratorio de Diseño de Materiales Dinámicos, donde se realizó el trabajo. El equipo también construyó un sensor con conductores que pueden monitorear la sangre a través de la piel de una persona. Las aplicaciones de electrónica flexible no son nuevas, pero hay ventajas del nuevo enfoque sobre otros diseños, como aquellos que se basan en canales llenos de metal líquido que pueden tener fugas si se daña el circuito. El metal líquido en los conductores que desarrollaron queda atrapado en las diminutas esferas que están incrustadas en el plástico y permanece en su lugar incluso si el material se rompe.