Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un método económico y escalable para fabricar dispositivos electrónicos ultrafinos que se adhieren a cualquier superficie, inspirados en la tecnología que usan las calcomanías (tatuajes temporales). Estos dispositivos, que han sido elaborados por el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, pueden integrarse en superficies como la piel, textiles o tejidos biológicos, por lo que pueden utilizarse para monitorizar la salud en pacientes. El nuevo método acaba de publicarse en la revista ACS Nano.
El proyecto forma parte de una iniciativa europea orientada a simplificar y abaratar la producción de electrónica conformable. Según ha explicado en un comunicado Andrés Castellanos-Gómez, investigador del CSIC y líder del proyecto en España, estos dispositivos deben “adaptarse perfectamente a superficies blandas, curvas y deformables, sin perder su capacidad eléctrica”. El reto principal radica en conseguir que los semiconductores bidimensionales (2D), que resultan prometedores para estas aplicaciones, puedan integrarse en sistemas electrónicos flexibles y fiables.
Actualmente, la mayoría de los experimentos con este tipo de electrónica se limita a escalas de laboratorio y no se ha logrado una producción industrial. Yigit Sozen, también investigador del ICMM, ha detallado que “uno de los principales obstáculos es la ausencia de métodos de fabricación a gran escala que combinen calidad, bajo coste y facilidad de procesamiento”.
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Dentro de este contexto, Castellanos-Gómez ha subrayado que los papeles para tatuajes temporales se presentan como “sustratos atractivos” porque permiten transferir películas ultrafinas sobre superficies rugosas y curvas, incluidas la piel, el vidrio o el plástico. El equipo ha combinado esta tecnología con un proceso propio de exfoliación mecánica de alto rendimiento ‘rollo a rollo’ para obtener películas de materiales de van der Waals y transferirlas mediante estos papeles comerciales.
Plataformas ultrafinas
La rutina de trabajo parte de la exfoliación en seco patentada por el grupo, en la que dos cilindros enfrentados permiten obtener láminas semiconductoras interconectadas. Estas se integran en plataformas ultrafinas, similares a las calcomanías, y se transfieren directamente sobre superficies como la piel humana o las hojas de las plantas. De acuerdo con la revista ACS Nano, el resultado son fotodetectores, termistores y transistores portátiles que mantienen su rendimiento en condiciones exigentes.
“Al combinar la producción a gran escala de semiconductores de van der Waals con estrategias de transferencia sencillas, nuestro trabajo amplía la electrónica basada en tatuajes y establece una plataforma práctica para dispositivos portátiles y con interfaz biológica de alto rendimiento”, indica Sozen. El uso de disulfuro de molibdeno (MoS₂), obtenido a través de exfoliación mecánica ‘roll-to-roll’, junto con papel para calcomanías, permite fabricar estos dispositivos de forma económica y escalable.
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El grupo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ha optado por la exfoliación mecánica frente a otros métodos, como la impresión en fase líquida —que suele dejar restos de disolventes y produce láminas poco conectadas— o la evaporación química (CVD), que requiere infraestructura costosa y procesos complejos. Con su método patentado, consiguen películas secas, uniformes y fácilmente integrables en plataformas ultrafinas.
Según Castellanos-Gómez, “aprovechando esta plataforma y las calcomanías, fabricamos dispositivos ultraconformables que funcionan de manera fiable en superficies rugosas y flexibles”. Los dispositivos producidos muestran alta responsividad, coeficientes de temperatura elevados y funcionamiento eficiente a bajo voltaje, aseguran los investigadores, que destacan que este avance representa un paso adelante en la democratización de la electrónica flexible y portátil, con potencial para revolucionar la interacción entre dispositivos y tejidos biológicos.