Tinta conductora

La tinta conductora es una tinta que produce un objeto impreso que conduce electricidad . Generalmente se crea mediante la infusión de grafito u otros materiales conductores en la tinta. ^{[ 1 ]} Ha habido un creciente interés en reemplazar los materiales metálicos con nanomateriales debido al surgimiento de la nanotecnología. Entre otros nanomateriales, la tinta conductora a base de grafeno y nanotubos de carbono está ganando popularidad debido a su alta conductividad eléctrica y gran área superficial. ^{[ 2 ]} Recientemente, se ha prestado más atención al uso de tinta conductora ecológica que utiliza agua como disolvente en comparación con los disolventes orgánicos, ya que estos son dañinos para el medio ambiente. Sin embargo, la alta tensión superficial del agua limita su aplicabilidad. Ahora se utilizan varios tensioactivos naturales y sintéticos para reducir la tensión superficial del agua y asegurar una dispersión uniforme de los nanomateriales para una impresión suave y una amplia aplicación. ^{[ 3 ]} Aunque las tintas de óxido de grafeno son ecológicas y se pueden producir en grandes cantidades, son aislantes por naturaleza, lo que requiere un paso adicional de reducción utilizando tinta reductora para restaurar las propiedades eléctricas. ^{[ 4 ]} El proceso de reducción externa no es adecuado para la fabricación continua a gran escala de dispositivos electrónicos. Por lo tanto, varios científicos han desarrollado un proceso de reducción in situ, también conocido como impresión de inyección de tinta reactiva. ^{[ 5 ] [ 6 ]} En el proceso de reducción in situ, las tintas reductoras se imprimen sobre los patrones impresos de GO para llevar a cabo el proceso de reducción en el sustrato. ^{[ 7 ]}

Las tintas plateadas tienen múltiples usos hoy en día, incluyendo la impresión de etiquetas RFID , como las que se usan en los billetes de transporte modernos ; también se pueden usar para improvisar o reparar circuitos en placas de circuitos impresos . Los teclados de las computadoras contienen membranas con circuitos impresos que detectan cuando se presiona una tecla. Los desempañadores de parabrisas, que consisten en pistas resistivas aplicadas al vidrio, también se imprimen.

Las tintas conductoras tienen muchos usos potenciales en aplicaciones textiles, pero varias complicaciones pueden dificultar su aplicación. Si se pretende que las tintas sean prendas de vestir, deben resistir el uso y lavado frecuentes, y la superficie irregular del tejido puede provocar una mala adherencia, aunque se están investigando soluciones a estos problemas. ^{[ 8 ]}

Estas tintas se utilizan comúnmente para sistemas RFID, la trazabilidad de ciertos productos y se espera que se desarrollen en los campos médico, veterinario, agroalimentario, de control de acceso y seguridad, impresión de ánodos y cátodos (por ejemplo, para baterías enzimáticas "imprimibles" o para la impresión de dispositivos piezoeléctricos impresos flexibles o elásticos que recuperan energía del movimiento basados ​​en materiales orgánicos P(VDF-TrFE).

Hacia 2015, comenzaron a estar disponibles en el mercado industrial a escala industrial. A finales de la década de 2000, las tintas de polímeros elásticos ya se utilizaban en la robótica blanda. En el futuro, la nanoinformática aspira a poder imprimir microcircuitos electrónicos funcionales, por ejemplo, para nanorobots o microrobots.

Algunos (en la Universidad de Harvard y el MIT) han desarrollado tintas "biosensibles" para parches temporales o para los llamados tatuajes inteligentes ( biosensores impresos ). Una vez sobre o dentro de la piel, la tinta proporciona indicaciones de temperatura o estado de salud, por ejemplo, cambiando de azul a marrón según el nivel de azúcar en el líquido intersticial (ver diabetes), o de púrpura a rosa según el pH de la piel y cambiando de intensidad según el nivel de sal. Teóricamente, estos tatuajes podrían permanecer invisibles y solo aparecer cuando el portador está enfermo o bajo una luz particular. Un tatuaje podría aparecer o cambiar de color en caso de alta radiación UV o contaminación del aire, etc. ^{[ 9 ]} El sector de la salud se cita a menudo como ejemplo, pero son posibles otros usos.

Además de los riesgos para la salud asociados con la producción/uso de nanopartículas, estas podrían impulsar una explosión en la comercialización de diversos dispositivos de visualización de luz, así como de las denominadas superficies, objetos, edificios y vehículos "comunicativos" o "inteligentes", gracias a la facilidad de impresión de sensores de presencia, presión y temperatura en una amplia variedad de soportes. Los fabricantes argumentan que la electrónica se aligerará o incluso se difundirá (la placa base desaparecerá en favor de la impresión en partes estructurales o exteriores, reemplazando pantallas, micrófonos, teclas, joysticks y botones), lo que se presenta como una fuente de ahorro. Sin embargo, es previsible un "efecto rebote" en términos de consumo de recursos y electricidad. Se espera que el mercado de tintas conductoras para la industria automotriz crezca de 100 millones de euros en 2019 a 2 mil millones de euros en 2024. De los 30 o 40 actuales, el número de sensores en un automóvil podría aumentar a cien sin incrementar el peso del vehículo.

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