Transistores Baseados em Fio Revolucionários Abrem Caminho para Eletrônica Flexível

Universidade Tufts, Medford, Massachusetts

Um transistor foi feito de fio de linho, permitindo a criação de dispositivos eletrônicos feitos inteiramente de fios finos que poderiam ser tecidos em tecido, usados na pele, ou implantados cirurgicamente para monitoramento diagnóstico. Dispositivos eletrônicos flexíveis poderiam permitir uma gama de aplicações que se conformam a diferentes formas e permitem movimento livre sem comprometer função.

Em transistores baseados em fio, fios revestidos com nanotubos de carbono conduzem corrente elétrica entre fios de fonte (S) e dreno (D) em resposta a voltagem detectada no fio de porta (G). (Universidade Tufts)

Circuitos Lógicos Totalmente Baseados em Fio

Os transistores baseados em fio (TBTs) podem ser transformados em circuitos lógicos totalmente baseados em fio e circuitos integrados. Os circuitos substituem o último componente rígido remanescente de muitos dispositivos flexíveis atuais e quando combinados com sensores baseados em fio, permitem a criação de dispositivos completamente flexíveis, multiplexados.

A maioria da eletrônica flexível padroniza metais e semicondutores em estruturas dobráveis ou usa materiais intrinsecamente flexíveis como polímeros condutores. Comparado a eletrônicos baseados em polímeros e outros materiais flexíveis, eletrônicos baseados em fio têm maior flexibilidade, diversidade de materiais, e a capacidade de ser fabricados sem necessidade de salas limpas. A eletrônica baseada em fio pode incluir dispositivos diagnósticos que são extremamente finos, macios e flexíveis o suficiente para integrar perfeitamente com os tecidos biológicos que estão medindo.

Como Funciona um TBT

Fazer um TBT envolve revestir um fio de linho com nanotubos de carbono, criando uma superfície semicondutora através da qual elétrons podem viajar. Anexados ao fio estão dois fios finos de ouro — uma "fonte" de elétrons e um "dreno" onde os elétrons fluem para fora (em algumas configurações, os elétrons podem fluir na outra direção). Um terceiro fio, chamado de porta, é anexado ao material ao redor do fio para que pequenas mudanças de voltagem através do fio de porta permitam uma grande corrente fluir através do fio entre a fonte e dreno — o princípio básico de um transistor.

Um gel infundido com eletrólito é usado como o material ao redor do fio e conectado ao fio de porta. O gel é composto de nanopartículas de sílica que se auto-montam em uma estrutura de rede. O gel de eletrólito (ou ionogel) pode ser depositado no fio por imersão ou esfregação rápida. Em contraste aos óxidos de estado sólido ou polímeros usados como material de porta em transistores clássicos, o ionogel é resiliente sob estiramento ou flexão.

Para mais informações, contate Mike Silver em este endereço de email; 617-627-0545.