Una técnica de impresión desarrollada por ingenieros de Duke University promete transformar la fabricación de pantallas electrónicas, permitiendo la producción de transistores de carbono reciclables y reduciendo de forma significativa el impacto ambiental del sector.
El avance, publicado el 17 de octubre en la revista Nature Electronics, podría marcar un cambio decisivo en una industria valorada en más de USD 150.000 millones y dominada por fabricantes asiáticos, caracterizada por elevado consumo energético y altas emisiones contaminantes.
El equipo dirigido por Aaron Franklin, profesor distinguido de Ingeniería Eléctrica y Química en Duke University, en colaboración con Hummink Technologies, logró imprimir transistores funcionales a escala submicrométrica mediante una técnica llamada impresión capilar de alta precisión.
Franklin explicó: “Nuestro proceso imprime transistores basados en carbono que pueden reciclarse completamente y ofrecen un rendimiento comparable a los estándares de la industria”, según recogió Duke University. Este método representa una mejora frente a técnicas anteriores, al facilitar la miniaturización necesaria para la electrónica de consumo.
Precisión y materiales ecológicos en la fabricación de dispositivos
La tecnología se basa en impresoras capilares de alta precisión, capaces de depositar pequeñas cantidades de tinta mediante energías superficiales naturales. Este mecanismo, similar al que permite que el papel absorba líquidos, posibilita la formación de estructuras con dimensiones de tan solo unas décimas de micrómetro.
El equipo adaptó tintas de carbono compuestas por nanotubos, grafeno y nanocelulosa para su uso en el sistema de Hummink. Estas tintas pueden aplicarse tanto sobre sustratos rígidos como vidrio y silicio, como en materiales flexibles y ecológicos, incluido el papel.
El resultado es la fabricación de transistores de película delgada (TFT) con canales de tamaño submicrométrico, lo que permite un rendimiento eléctrico robusto y adecuado para el control de píxeles en pantallas planas.
La posibilidad de imprimir estos componentes sobre materiales reciclables y recuperar casi el 100% de los materiales utilizados representa una mejora relevante frente a los procesos actuales, que exigen grandes cantidades de energía y generan emisiones significativas de gases de efecto invernadero. Según datos de Duke University, menos de una cuarta parte de los residuos electrónicos generados cada año se reciclan, lo que resalta la urgencia de soluciones sostenibles.
Retos y oportunidades para la industria de las pantallas electrónicas
El alcance de esta tecnología en la industria de pantallas electrónicas es considerable. Los transistores impresos pueden usarse en la fabricación de pantallas LCD y OLED, presentes en televisores, monitores, relojes inteligentes y sistemas de visualización para automóviles.
En investigaciones previas, el grupo de Franklin probó que sus transistores reciclables pueden controlar píxeles en pantallas LCD, y el nuevo proceso se acerca a los requisitos operativos de las pantallas OLED. Además, el método permite la integración de sensores en chips de alta densidad.
No obstante, el avance enfrenta desafíos en el ámbito de la financiación. Tras el recorte de un programa clave de la National Science Foundation, el grupo de Duke University busca nuevas fuentes de apoyo para continuar perfeccionando la tecnología y superar los obstáculos para su adopción a gran escala. Franklin enfatiza que la reducción del consumo energético y la mejora en la reciclabilidad convierten a esta técnica en una alternativa transformadora para la industria electrónica.
Para Franklin y su equipo, la posibilidad de fabricar pantallas mediante este proceso representa la oportunidad más concreta de llevar una innovación del laboratorio al mercado global, con el potencial de redefinir los estándares de sostenibilidad en la electrónica de consumo.
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