I ricercatori del College of Engineering della Carnegie Mellon University stanno utilizzando una stampante standard per sviluppare robuste, altamente flessibile, circuiti simili a tatuaggi da utilizzare in computer indossabili.

Il processo a basso costo aggiunge tracce di un conduttore elettricamente, lega di metallo liquido alla carta per tatuaggi che aderisce alla pelle umana. Questi tatuaggi ultrasottili possono essere applicati facilmente con acqua, nello stesso modo in cui si applicherebbe il tatuaggio decorativo di un bambino con una spugna umida.

Altri dispositivi elettronici simili a tatuaggi richiedono complesse tecniche di fabbricazione all'interno di una camera bianca o mancano delle prestazioni del materiale richieste per la funzionalità del circuito digitale estensibile sulla pelle.

Carmelo Majidi, professore associato di ingegneria meccanica, non è estraneo al superamento di ostacoli nel campo dell'elettronica morbida, un campo in cui è un pioniere. Negli ultimi anni, ha creato transistor a metallo liquido, circuiti invisibili, circuiti di autoguarigione, e gomma termicamente conduttiva (nota come "Thumber"). Lui e i membri del suo team del Soft Machines Lab si sono rimboccati le maniche per affrontare i tatuaggi flessibili.

Sono riusciti.

"La nostra tecnica è semplice, disse Majidi. "Utilizziamo una stampante a getto d'inchiostro desktop per stampare tracce di nanoparticelle d'argento su carta per tatuaggi temporanei. Quindi rivestiamo le particelle con un sottile strato di lega di gallio indio che aumenta la conduttività elettrica e consente al circuito stampato di essere meccanicamente più robusto. I tatuaggi sono ultra sottile, molto elastico, e poco costoso da produrre."

Oltre alla lavorazione a basso costo, questi tatuaggi offrono altri vantaggi. Poiché hanno proprietà meccaniche simili ai tessuti leggeri, rimangono funzionali sotto flessione, pieghevole, torsione, e ceppi fino a circa il 30% (che è l'elasticità tipica della pelle umana). Possono conformarsi e aderire a superfici 3D altamente curve, come un modello di cervello umano o un limone.

Applicazioni per ultrasottili, i tatuaggi conformi includono il biomonitoraggio epidermico, robotica morbida, display flessibili, ed elettronica stampata trasferibile in 3D.

La ricerca è stata condotta in collaborazione tra il Soft Machines Lab di Carnegie Mellon e l'Istituto di sistemi e robotica dell'Università di Coimbra in Portogallo.

I risultati sono stati pubblicati sul giornale, "EGaIn-Sinterizzazione a temperatura ambiente assistita di nanoparticelle d'argento per elastici, Stampato a getto d'inchiostro, Elettronica a film sottile, " in Materiale avanzato .