Eletrônica Híbrida Flexível (FHE): Revolucionando a Manufatura com Nova Plataforma Eletrônica

Eletrônica híbrida flexível (FHE) é um processo inovador que combina elementos da indústria eletrônica com a da indústria de impressão de alta precisão.

Com FHE, fabricantes podem criar sensores que podem ser mais leves, conformar-se às curvas de um corpo humano ou esticar-se pela forma de um objeto ou estrutura – tudo enquanto preservam a integridade operacional completa de arquiteturas eletrônicas tradicionais.

Ao integrar componentes de silício ultra-finos através de manuseio de alta precisão; impressão com tintas condutivas e ativas; e colagem em substratos elásticos, tecnologias híbridas flexíveis revolucionarão como a eletrônica é usada. FHE trará a eletrônica "para fora da caixa" e a integrará diretamente em vestíveis, itens manufaturados e estruturas.

Pesquisa Recém-Financiada Impulsionando Inovação

Em agosto de 2015, o Departamento de Defesa criou um novo Instituto de Inovação em Manufatura para FHE a ser liderado por um consórcio de 162 empresas, organizações sem fins lucrativos, laboratórios e universidades sediados em San Jose, CA, no coração do Vale do Silício. Iniciado com investimento total de mais de $171 milhões, $75 milhões em fundos federais e mais de $96 milhões em contribuições não federais, este foi o primeiro instituto de manufatura lançado sediado na Costa Oeste.

O consórcio vencedor uniu grandes empresas de eletrônica e semicondutores como Applied Materials, Apple, United Technologies, Hewlett Packard e Qualcomm com usuários finais como Boeing, General Motors, Cleveland Clinic, Corning e Motorola. O resultado final sendo capaz de incorporar esses eletrônicos flexíveis e dobráveis em tudo, desde dispositivos médicos até jatos supersônicos, enquanto também constrói sobre a pesquisa de ponta em andamento em universidades parceiras como Stanford, UC Berkeley, Harvard e MIT.

O Futuro do FHE

Aplicações de eletrônica flexível e impressa estão se tornando reais. Previsores estão prevendo um mercado de quase $30 bilhões para dispositivos conectados à internet em um setor combinado industrial e de consumo. Desses, saúde é atualmente o segmento FHE mais forte, onde desempenho é do mais alto valor e confiabilidade é crítica de vida ou morte.

Ao embalar componentes eletrônicos em um substrato elástico flexível, tecnologias habilitadas através desses processos inovadores de manufatura preservarão a operação completa de circuitos eletrônicos tradicionais em arquiteturas vestíveis e conformáveis. Estes dispositivos altamente funcionais podem ser anexados a formas curvas e irregulares e esticados através de edifícios, objetos e humanos, levando a aplicações do século 21 incluindo:

• Revolucionando dispositivos vestíveis eletrônicos de informação para monitorar sinais vitais e estados físicos para otimizar decisões de saúde e estilo de vida.
• Melhorando dramaticamente a entrega de tecnologia médica – através de biomarcadores e implantes de dispositivos – que podem monitorar sinais vitais para idosos, aqueles com condições crônicas e nossos soldados durante combate.
• Permitindo sensores embutidos para monitorar o estado de automóveis comerciais e aeronaves operando em ambientes hostis como pressões subaquáticas ou temperaturas extremas.
• Melhorando operações de segurança, com aplicações em robótica leve, bem como recursos de imagem e detecção de próxima geração, usados em todo o espectro de sistemas baseados em terra, ar, mar e espaço.
• Reduzindo dramaticamente o tamanho e peso do pacote de sistemas eletrônicos através de eletrônicos que se conformam a formas complexas como asas de aeronaves ou plataformas de veículos não tripulados, e integrando eletrônicos em roupas e tecidos.

A demanda é alta para aumentar a fabricabilidade de todos esses produtos. Esforços atuais de pesquisa visam reduzir o preço por unidade e aumentar valor para o cliente. O resultado será produtos inteligentes leves, baixo custo, flexíveis, confortáveis, elásticos e altamente eficientes com usos inumeráveis em aplicações de consumo, comerciais e militares.