En una publicación de drupa se pone de manifiesto que, en un nuevo estudio de investigación, los científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State) demostraron que podían imprimir hojas de tinta conductora de electricidad sobre tela de poliéster para fabricar un tejido electrónico que podría utilizarse en el diseño de futuros dispositivos portátiles.

Cuando se trata de procedimientos de impresión, los investigadores siempre están tratando de optimizar el proceso para lograr una mayor eficiencia. Los científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte presentaron un nuevo estudio en el que demostraron que podían imprimir varias capas de tinta conductora de electricidad sobre material de poliéster para crear un e-textil que posiblemente podría aplicarse para trazar el mapa de futuros productos portátiles. ¿Cómo funciona eso exactamente?

El comienzo suele ser sencillo. En este caso específico, una impresora de inyección de tinta FUJIFILM Dimatix fue la base para todo. En el estudio, los investigadores explican cómo crearon el e-textil y sus características con la impresora y cómo llegó a ser un material resistente y flexible. Uno de los desafíos que enfrentaron fue que la tinta no perdiera su capacidad para conducir electricidad. Es muy difícil formar productos electrónicos multicapa escalables con interfaces de materiales mixtos sobre sustratos blandos, particularmente sobre bases anisotrópicas y porosas. Para hacer frente a este problema, tenían que encontrar la composición perfecta de materiales, de modo que la tinta líquida no se escurriera a través del nivel del suelo permeable del material textil.

"La impresión de textiles electrónicos ha sido un obstáculo bastante grande para la industria de textiles electrónicos", declaró el primer creador del estudio, Inhwan Kim, un ex estudiante de posgrado en NC State. “Queríamos hacer una construcción capa por capa, lo que no se ha logrado en una capa textil con impresión por inyección de tinta. Fue una gran batalla para nosotros descubrir la composición de contenido adecuada ".

Enfrentaron esos desafíos y obtuvieron un resultado exitoso. Los nuevos hallazgos podrían extender las técnicas en el mercado digital general a la producción textil. Debido al hecho de que el proceso de impresión se puede llevar a cabo en condiciones atmosféricas regulares y a una temperatura ambiente estándar, los investigadores han llegado a la conclusión de que la impresión por inyección de tinta tiene el potencial de ofrecer un método menos difícil, más exitoso y más eficiente de crear imágenes digitales. textiles o “e-textiles” en comparación con los métodos actuales utilizados.

"La impresión por inyección de tinta es una nueva tecnología que avanza rápidamente y que se utiliza en la electrónica flexible para fabricar películas que se utilizan en pantallas de teléfonos móviles y otros dispositivos", dijo el autor correspondiente del estudio, Jesse Jur, profesor de ingeniería textil, química y ciencia en NC State. "Creemos que este método de impresión, que utiliza materiales y procesos que son comunes tanto en la industria electrónica como en la textil, también es prometedor para la fabricación de textiles electrónicos para dispositivos portátiles".

“Pudimos cubrir la tinta con la tela con un material multicapa que es duradero y flexible”, dijo Kim. "La belleza de esto es que hicimos todo con una impresora de inyección de tinta, no usamos laminación ni otras metodologías".

Como se mencionó anteriormente, se utilizó una impresora de inyección de tinta FUJIFILM Dimatix para todo el proceso y todo se imprimió sobre un textil de tereftalato de polietileno (PET), o en otras palabras, una tela de poliéster tejida. Para crear el e-textil, se colocaron dos componentes líquidos de uretano-acrilato y poli (4-vinilfenol) en el medio para que funcionen como aislantes y electrodos de plata de descomposición metalorgánica (MOD) libres de partículas, en otras palabras, capas de electrodos conductores de electricidad. tinta plateada, estaban impresas alrededor de ellos, como una Oreo o un sándwich.

La tinta plateada creó una capa conductora inicial al recubrir por igual todas las fibras individuales sin obstaculizar los espacios entre las fibras. Una vez completado el proceso de impresión, se examinó la superficie del material con un microscopio. Los hallazgos los llevaron a la conclusión de que la interacción química única entre los materiales era muy importante para lograr su resultado. Las propiedades químicas de los hilos textiles, así como las propiedades de los materiales aislantes, fueron esenciales para mantener intacta la capacidad de la tinta plateada líquida de conducir la electricidad y evitar que se filtre a través del tejido de poliéster poroso.

“Queríamos una capa de aislamiento robusta en el medio, pero queríamos mantenerla lo más delgada posible para que toda la estructura sea delgada y el rendimiento eléctrico sea lo más alto posible. Además, si son demasiado voluminosos, la gente no querrá usarlos ".

La electrónica impresa muestra formas y flexibilidades distintivas adecuadas para varios productos portátiles. El objetivo a largo plazo de esto es generar y fabricar e-textiles que podrían utilizarse en dispositivos electrónicos portátiles como, por ejemplo, en baterías para almacenar energía para dispositivos electrónicos o dispositivos biomédicos que monitorean y rastrean la frecuencia cardíaca.