Una pantalla táctil fabricada con un nuevo material electrónico ultrafino y ultraflexible podría utilizarse a modo de periódico o pergamino por su capacidad para enrollarse como el papel. La tecnología sensible al tacto es cien veces más delgada que los materiales de pantalla táctil existentes y es tan flexible que se puede enrollar como un tubo.
Para crear la nueva lámina conductora, un equipo dirigido por la Universidad RMIT (Melbourne) utilizó una película delgada común en pantallas táctiles de teléfonos celulares y la redujo de 3-D a 2-D, utilizando química de metal líquido.
Las hojas nanodelgadas son fácilmente compatibles con las tecnologías electrónicas existentes y, debido a su increíble flexibilidad, podrían fabricarse a través del procesamiento de rollo a rollo (R2R) como un periódico.
Imagen: RMIT University
El investigador principal, el Dr. Torben Daeneke, dijo que la mayoría de las pantallas táctiles de los teléfonos celulares están hechas de un material transparente, óxido de indio y estaño, que es muy conductor, pero también muy frágil.
«Tomamos un material antiguo y lo transformamos desde adentro para crear una nueva versión que sea sumamente delgada y flexible» —dijo Daeneke, miembro del Consejo Australiano de Investigación DECRA en RMIT— «Se puede doblar y doblar, y hacerlo mucho más arato y eficiente que la forma lenta y costosa en la que actualmente se fabrican las pantallas táctiles».
Según Daeneke, girarlo en dos dimensiones también lo hace más transparente, por lo que deja pasar más luz. «Esto significa que un teléfono celular con una pantalla táctil hecha de nuestro material usaría menos energía, extendiendo la duración de la batería en aproximadamente un 10%».
DIY: una pantalla táctil que puedes hacer en casa
La forma actual de fabricar el material transparente de película delgada que se utiliza en pantallas táctiles estándares es un proceso lento, de alto consumo de energía y costoso, realizado en una cámara de vacío. «Lo bueno es que nuestro enfoque no requiere equipo costoso o especializado, incluso podría hacerse en la cocina de un hogar», dijo Daeneke.
«Hemos demostrado que es posible crear productos electrónicos imprimibles y más baratos utilizando ingredientes que se pueden comprar en una ferretería, imprimiendo en plásticos para hacer pantallas táctiles del futuro».
Grueso y delgado: cómo convertir un material antiguo en nuevo
Para crear el nuevo tipo de óxido de indio y estaño (ITO) atómicamente delgado, los investigadores utilizaron un enfoque de impresión de metal líquido. Una aleación de indio y estaño se calienta a 200ºC, donde se vuelve líquida, y luego se enrolla sobre una superficie para imprimir láminas nanodelgadas de óxido de indio y estaño.
Estas nano-hojas en 2-D tienen la misma composición química que el ITO estándar pero una estructura cristalina diferente, lo que les confiere nuevas propiedades mecánicas y ópticas.
Además de ser totalmente flexible, el nuevo tipo de ITO absorbe solo el 0.7% de la luz, en comparación con el 5-10% del vidrio conductivo estándar. Para hacerlo más conductivo electrónicamente, simplemente se agrega más capas.
Es un enfoque pionero que resuelve un desafío que se consideró insoluble, dijo Daeneke.
«No hay otra forma de hacer este material totalmente flexible, conductor y transparente, aparte de nuestro nuevo método de metal líquido», dijo. «Hasta ahora era imposible, la gente simplemente suponía que no se podía hacer».
Patente de Pantalla Táctil pendiente: llevar la tecnología al mercado
El equipo de investigación ahora ha utilizado el nuevo material para crear una pantalla táctil que funcione, como prueba de concepto, y ha solicitado una patente para la tecnología.
El material también podría usarse en muchas otras aplicaciones optoelectrónicas, como LED y pantallas táctiles, así como potencialmente en futuras células solares y ventanas inteligentes.
«Estamos entusiasmados de estar en la etapa en la que podemos explorar oportunidades de colaboración comercial y trabajar con las industrias relevantes para llevar esta tecnología al mercado», dijo Daeneke.
La investigación, con colaboradores de UNSW, la Universidad de Monash y el Centro de Excelencia ARC en Tecnologías Electrónicas Futuras de Baja Energía (FLEET), se publica en la revista Nature Electronics.More information: Liquid metal derived ultrathin, highly flexible printed two-dimensional ITO, Nature Electronics (2020). DOI: 10.1038/s41928-019-0353-8
