p Os engenheiros da UC Berkeley deram um novo significado ao termo "papel de trabalho". Usando materiais baratos, eles fabricaram interruptores eletrônicos dobráveis ​​e sensores diretamente no papel, junto com geradores de protótipo, supercapacitores e outros dispositivos eletrônicos para uma variedade de aplicações. p A pesquisa para desenvolver eletrônicos de papel se acelerou nos últimos 10 anos. Além de sua disponibilidade e baixo custo, o papel oferece um potencial intrigante:simplesmente dobrá-lo poderia ligar e desligar os circuitos ou alterar sua atividade - uma espécie de origami eletrônico.

p Mas a maioria dos esforços para fabricar eletrodos em papel com condutividade suficiente para uso prático empregou metais caros, como ouro ou prata como material condutor, inundando a economia potencial de papel como substrato.

p Essa nova tecnologia usa o elemento barato molibdênio como fonte do metal condutor. É adicionado à gelatina em solução e se liga ao carbono da gelatina. O papel é então revestido com a solução e seco. Um feixe de laser "grava" com precisão os padrões de circuitos desejados, aquecer o molibdênio para cerca de 1, 000 graus centígrados e condutores de formação de carboneto de molibdênio durável.

p Os circuitos escritos a laser têm cerca de 100 mícrons de largura - aproximadamente o diâmetro de um fio de cabelo humano. Todas as partes não aquecidas do papel permanecem não condutoras. O revestimento de gelatina não apenas fornece o carbono para o composto condutor, mas também evita que o feixe de laser queime o papel.

p "Sem a gelatina, o papel se transformaria em cinzas, "diz Liwei Lin, professor de engenharia mecânica e autor sênior de um artigo na revista Materiais avançados relatando a nova tecnologia versátil.

p Um "papel de trabalho" que faz um trabalho real

p Os engenheiros vislumbram amplo potencial para o novo, eletrônicos de papel descartáveis. Por exemplo, circuitos para detectar contaminação por metais pesados ​​poderiam ser "escritos" em papel para monitorar toxinas economicamente.

p Um sensor feito de vários eletrodos integrados em um circuito de papel pode detectar níveis de chumbo inseguros em uma gota d'água - ou em uma gota de sangue de um paciente, diz Xining Zang (M.S. '14, Ph.D. '17 ME), que liderou a pesquisa como um estudante de graduação em engenharia mecânica de Berkeley no laboratório de Lin.

p "Os eletrodos teriam pequenos espaços entre eles, e a presença de metal pesado na amostra completaria o circuito, " Ela explica.

p Zang, autor principal do artigo de jornal, agora é um cientista de pós-doutorado no MIT.

p A nova estratégia de eletrônicos de papel surgiu da pesquisa de Lin sobre novos tipos de interruptores, geradores e baterias, e o foco da Zang em novos materiais, junto com um interesse comum no campo crescente de aplicação de origami em aplicações eletrônicas e mecânicas.

p "Muitas pessoas têm feito pesquisas sobre origami, formando diferentes arquiteturas e diferentes formas para desempenhar diferentes funções, "Diz Lin." Nosso trabalho fornece um caminho versátil e fácil para definir áreas condutoras no papel. Agora mostramos a praticidade de escrever padrões condutores versáteis no papel, e a durabilidade de dobrar o papel eletrônico muitas centenas de vezes para ligar e desligar os circuitos. "

p Ele espera que as demonstrações atraiam a atenção para o uso em capacitores e baterias. As baterias são essencialmente compostas por eletrodos positivos e negativos separados por uma pequena lacuna contendo um eletrólito. Em uma bateria de papel, ele diz, um eletrodo positivo e um negativo poderiam ser impressos em papel, de forma que dobrar o papel criaria o pequeno espaço necessário entre eles.

p Zang trouxe sua pesquisa sobre origami e novos materiais para o projeto de eletrônicos de papel. Ela quer integrar componentes para geração de energia, armazenamento e uso funcional, como um sensor, tudo em um único pedaço de papel.

p "Um auto-suficiente, sensor descartável pode ser muito útil em países em desenvolvimento, onde portátil, ferramentas de saúde pública armazenáveis ​​e baratas têm uma demanda particular, " ela diz.