Para que la electricidad pase por un circuito, el mismo debe contar con un camino contínuo (no interrumpido) de material conductor (por ejemplo de metal). Todos escuchamos alguna vez sobre la famosa “placa”; que se quemó la placa del lavarropas, de la heladera etc. Las mismas están formadas por muchos caminos por donde puede pasar la corriente eléctrica, activando diferentes puntos y haciendo funcionar el equipo en cuestión.
Usualmente estas placas se fabrican con los llamados métodos litográficos. Estos métodos utilizan gran cantidad de solventes y demandan mucho tiempo, siendo ideales para procesos a gran escala ya optimizados pero dificultando la expansión de sus aplicaciones. Por ejemplo, no son convenientes si se busca diseñar y prototipar rápidamente para ensayos de prueba y error. Tampoco permiten obtener pistas conductoras sobre bases flexibles que pueden incorporarse a la ropa o pegarse sobre la piel, con muchas aplicaciones en el mundo de los wearables, entre otros.
Hace algunos años se pensó, si tenemos impresoras que eyectan tinta sobre papeles, ¿Por qué no podemos tener otras que depositen metales conductores sobre los sustratos adecuados?. Acá la nanotecnología juega un papel fundamental. A partir de átomos de plata u otro componente metálico generamos nanopartículas, que se depositarán sobre el sustrato en cuestión y luego serán curadas para unirse entre sí y formar la pista conductora.
Esto fue lo que hicimos en Nanofab. El acceso a las tintas metálicas no es tan fácil en nuestra región, por lo que nos propusimos producir y caracterizar nuestras propias tintas en el marco del Programa Soluciona del Ministerio de Desarrollo Productivo de la Nación. El objetivo es que, una vez perfeccionadas, las podamos usar en nuestra impresora de circuitos Ceradrop.
Este es un equipo de prototipado con posibilidad de ser escalado a la industria. Cuenta con un sistema de multicabezales, que permite incorporar diversos tipos de tintas para su deposición controlada con el objetivo de obtener patrones precisos con resolución micrométrica. El equipo cuenta además con dos sistemas de curado, Infrarrojo y UV, permitiendo ampliar la funcionalidad y el campo de aplicación de esta tecnología. Actualmente nos encontramos en proceso de actualizar sus cabezales y software a una versión más moderna. Tenemos continuamente reuniones con el equipo técnico francés de proveedores de la máquina, que acceden al equipo remotamente desde sus instalaciones y nos ayudan con la puesta a punto del mismo. El equipo se encuentra en la sala limpia, para evitar contaminaciones que se podrían dar en el laboratorio del subsuelo.
Volviendo a las tintas, una vez generadas las soluciones con nanopartículas de plata, las sometimos a procesos de lavado para deshacernos de todos los componentes que no fuesen este metal y por último, las filtramos y cargamos en los cartuchos. Para comenzar las pruebas, imprimimos algunos diseños de sensores de presión tipo FSR con la impresora del Departamento de Prototipado de Microelectrónica del INTI, con quienes nos encontramos trabajando en conjunto. Un ejemplo de aplicación de este tipo de sensores fue el desarrollo de una plantilla con fines de diagnóstico de alteraciones de la pisada, llevada adelante por Ebers Med, parte del sistema de innovación de la FAN.
También separamos un poco de tinta y con nuestro microscopio atómico de fuerza (AFM) medimos el tamaño de las partículas obtenidas. Agregamos otras caracterizaciones con diferentes espectroscopías, medimos el ángulo de contacto de las gotas y mojabilidad de los sustratos, obteniendo resultados similares a las tintas comerciales, lo que nos indica que vamos encaminados.
Lograr nuestras propias tintas funcionales nos permitiría no solamente solucionar el problema del acceso a las mismas, sino también modificar al detalle las condiciones de fabricación y reactivos para obtener diferentes composiciones. Podríamos adecuarlas a cada uso de impresión específico que necesitemos desde la FAN o desde el ecosistema nano.