{"id":25997,"date":"2024-10-16T02:00:13","date_gmt":"2024-10-16T02:00:13","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=25997"},"modified":"2024-10-16T02:00:13","modified_gmt":"2024-10-16T02:00:13","slug":"el-mit-desarrolla-un-fusible-reiniciable-impreso-en-3d-para-fabricar-productos-electronicos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=25997","title":{"rendered":"El MIT desarrolla un fusible reiniciable impreso en 3D para fabricar productos electr\u00f3nicos"},"content":{"rendered":"
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Los componentes electr\u00f3nicos activos suelen contener dispositivos semiconductores que reciben, almacenan y procesan informaci\u00f3n. Estos componentes, que deben fabricarse en una sala limpia, requieren una tecnolog\u00eda de fabricaci\u00f3n avanzada que no est\u00e1 ampliamente disponible fuera de unos pocos centros de fabricaci\u00f3n especializados. Los investigadores del Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachussets (MIT<\/a>) han desarrollado un fusible reiniciable impreso en 3D para facilitar su producci\u00f3n.<\/p>\n

\"Fusible
El fusible reiniciable se ha fabricado con un pol\u00edmero dopado de cobre mediante una impresi\u00f3n 3D.<\/figcaption><\/figure>\n

Los semiconductores, incluido el silicio, son materiales con propiedades el\u00e9ctricas que se pueden modificar a\u00f1adiendo ciertas impurezas. Un dispositivo de silicio puede tener regiones conductoras y aislantes, seg\u00fan c\u00f3mo est\u00e9 dise\u00f1ado. Estas propiedades hacen que el silicio sea \u00f3ptimo para producir transistores, que son un componente b\u00e1sico de la electr\u00f3nica moderna.<\/p>\n

Los dispositivos sin semiconductores desarrollados se fabricaron utilizando hardware de impresi\u00f3n 3D est\u00e1ndar y un material biodegradable y econ\u00f3mico. Estos dispositivos pueden realizar las mismas funciones de conmutaci\u00f3n que los transistores basados \u200b\u200ben semiconductores utilizados para operaciones de procesamiento en electr\u00f3nica activa.<\/p>\n

Transmisi\u00f3n de corriente el\u00e9ctrica mediante un filamento de pol\u00edmero<\/h2>\n

Este proyecto surgi\u00f3 de otro en el que fabricaban bobinas magn\u00e9ticas mediante impresi\u00f3n por extrusi\u00f3n. Vieron un fen\u00f3meno interesante en el material que estaban utilizando, un filamento de pol\u00edmero dopado con nanopart\u00edculas de cobre. Al pasar una gran cantidad de corriente el\u00e9ctrica a trav\u00e9s del material, este exhibir\u00eda un enorme pico de resistencia, pero volver\u00eda a su nivel original poco despu\u00e9s de que se detuviera el flujo de corriente. Esta propiedad permite a los ingenieros fabricar transistores que pueden funcionar como interruptores, algo que normalmente solo se asocia con el silicio y otros semiconductores.<\/p>\n

Los investigadores intentaron replicar el mismo fen\u00f3meno con otros filamentos de impresi\u00f3n 3D, probando pol\u00edmeros dopados con carbono, nanotubos de carbono y grafeno. Al final, no pudieron encontrar otro material imprimible que pudiera funcionar como fusible reiniciable.<\/p>\n

Los investigadores plantean la hip\u00f3tesis de que las part\u00edculas de cobre del material se dispersan cuando se calienta con la corriente el\u00e9ctrica, lo que provoca un pico de resistencia que vuelve a bajar cuando el material se enfr\u00eda y las part\u00edculas de cobre se acercan. Tambi\u00e9n creen que la base polim\u00e9rica del material cambia de cristalina a amorfa cuando se calienta y luego vuelve a cristalina cuando se enfr\u00eda, un fen\u00f3meno conocido como coeficiente de temperatura positivo polim\u00e9rico.<\/p>\n

Impresi\u00f3n 3D con pol\u00edmero dopado de cobre<\/h2>\n

El equipo aprovech\u00f3 el fen\u00f3meno para imprimir interruptores en un solo paso que pudieran usarse para formar puertas l\u00f3gicas sin semiconductores. Los dispositivos est\u00e1n hechos de delgadas trazas impresas en 3D del pol\u00edmero dopado con cobre, que contienen regiones conductoras que se entrecruzan y permiten a los investigadores regular la resistencia controlando el voltaje que se aplica al interruptor.<\/p>\n

Si bien los dispositivos no funcionaban tan bien como los transistores de silicio, pod\u00edan utilizarse para funciones de control y procesamiento m\u00e1s simples, como encender y apagar un motor. Sus experimentos demostraron que, incluso despu\u00e9s de 4.000 ciclos de conmutaci\u00f3n, los dispositivos no mostraban signos de deterioro.<\/p>\n

Sin embargo, los investigadores tienen l\u00edmites en cuanto al tama\u00f1o de los interruptores, seg\u00fan la f\u00edsica de la impresi\u00f3n por extrusi\u00f3n y las propiedades del material. Pueden imprimir dispositivos de unos pocos cientos de micrones, pero los transistores de los sistemas electr\u00f3nicos de \u00faltima generaci\u00f3n tienen un di\u00e1metro de apenas unos pocos nan\u00f3metros.<\/p>\n

A diferencia de la fabricaci\u00f3n de semiconductores, su t\u00e9cnica utiliza un material biodegradable y el proceso consume menos energ\u00eda y produce menos residuos. El filamento de pol\u00edmero tambi\u00e9n podr\u00eda estar dopado con otros materiales, como micropart\u00edculas magn\u00e9ticas, que podr\u00edan permitir funcionalidades adicionales.<\/p>\n

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