articulo IEEE traduccion

Circuitos electrónicos que doblar y estirar de Willie D. Jones

Publicado por primera vez en Marzo de 2008

El silicio CMOS impresa en plástico puede hacer contorsiones

27 Marzo 2008-A principios de este mes, IEEE Spectrum informó sobre el desarrollo de circuitos electrónicos curvables, torcibles con resultados que casi coinciden con la de los chips CMOS convencionales. Los nuevos circuitos, desarrollados por un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign dirigido por el profesor John A. Rogers, se construyen a partir de cintas de silicio sólo unos pocos nanómetros de espesor que se montan en los sustratos de plástico flexible.

Hoy en día, en un informe publicado en línea por la revista Science, el mismo grupo dice que ha desarrollado un mejor circuito de plástico que no sólo es flexible, sino también alargable y plegable. Para que sea plegable, los investigadores examinaron el comportamiento de los objetos cotidianos y observó que es mucho más fácil doblar a veces una revista que una guía telefónica, dice Rogers. Así que decidió hacer el circuito mucho más delgado.

La receta original para circuitos CMOS flexible compuesta de 2 - 3-micrómetro de circuito por sesión capa de plástico encima de un sustrato tanto como 100 μ m de espesor. Pero la nueva versión tiene un espesor total de sólo el 1,7 μ m, incluido el plástico, que le da la capacidad para envolver alrededor de una vara cuyo diámetro es de aproximadamente 85 μ m.

el grupo de Rogers hace circuitos de plástico mediante la transferencia de cintas delgadas de silicio en cola-recubiertos de plástico usando un modelo sello de goma. Pero antes de la ultra delgada capa de silicio se aplica al sustrato, el plástico se calienta, provocando que se expanda. Una vez que la capa de circuito se deposite y químicamente al ampliarse el sustrato, el plástico permite que se enfríe y contraiga. Relajar la tensión que provoca el circuito de capa y patrones de forma ondulada como el fuelle de un acordeón. Se trata de los pliegues y arrugas que dan al circuito la habilidad para estirar y doblar sin romperse. Rogers dice que en las pruebas de laboratorio, los circuitos, después de unos pocos cientos de estiramientos y ciclos de liberación, no mostró signos de deterioro.

FOTOS: JUAN A. Rogers / Universidad de Illinois en Urbana-Champaign

Retráctil, WRAP:: esta hoja circuito [izquierda] no ha envejecido rápidamente. Las arrugas que sean posibles para estirar la hoja de más de una esfera o un objeto de forma irregular, sin romper la hoja o dañar su actual- realización de estructuras. Para envolver los circuitos alrededor de una vara delgada como una línea de pelo [derecho], los investigadores la hicieron súper delgada.

Los investigadores de Illinois están avanzando en colaboración con los médicos que están desarrollando la incorporación de dispositivos biomédicos a los circuitos. Por ejemplo, un neurocirujano en la clínica Universidad de Pennsylvania, en Filadelfia, está trabajando con el equipo de Illinois para crear un sensor insertable que supervisará la actividad eléctrica en el cerebro para ayudar a predecir la aparición de las crisis epilépticas. El dispositivo también puede trabajar en sentido inverso, el envío de pulsos eléctricos para así evitar las crisis. "Esto requiere un dispositivo que se ajustará a las formas geometricas del cerebro, debido a las profundas arrugas en los lóbulos donde mucha de la acción sucede", dice Rogers.

Articulo IEEE - 27 de marzo de 2008

Electronic Circuits That Bend and Stretch By Willie D. Jones

First Published March 2008

Silicon CMOS printed on plastic can do contortions

27 March 2008—Earlier this month, IEEE Spectrum reported on the development of bendable, twistable electronic circuits whose performance nearly matches that of conventional CMOS chips. The new circuits, developed by a team of researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign led by Professor John A. Rogers, are built from ribbons of silicon only a few nanometers thick that are mounted on flexible plastic substrates.

Today, in a report published online by the journal Science, the same group says it has developed an improved plastic circuit that is not only flexible but also stretchable and foldable. To make it foldable, the researchers looked at the behavior of everyday objects and observed that it’s much easier to fold a magazine than a telephone book, says Rogers. So they decided to make the circuit much thinner.

The original recipe for flexible CMOS circuits comprised a 2- to 3-micrometer circuit layer sitting atop a plastic substrate as much as 100 µm thick. It could curve around a small roll of coins. But the new version has a total thickness of only 1.7 µm, including the plastic, which gives it the ability to wrap around a rod whose diameter is roughly 85 µm.

Rogers’s group makes plastic circuits by transferring thin ribbons of silicon onto glue-coated plastic using a patterned rubber stamp. But before the ultrathin silicon layer is applied to the substrate, the plastic is heated, causing it to expand. Once the circuit layer is deposited and chemically bonded to the expanded substrate, the plastic is allowed to cool and contract. Relaxing the strain causes the circuit layer to buckle and form wavy patterns like the bellows of an accordion. It’s the folds and wrinkles that give the circuit the ability to stretch and bend without breaking. Rogers says that in laboratory tests, the circuits, after a few hundred stretch and release cycles, showed no signs of fatigue.

PHOTOS: JOHN A. ROGERS/UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA-CHAMPAIGN
SHRINK, WRAP: : This circuit sheet [LEFT] has not aged rapidly. The wrinkles make it possible to stretch the sheet over a sphere or an irregularly shaped object without breaking the sheet or damaging its current-conducting structures. To wrap circuits around a rod as thin as a strand of hair [RIGHT], the researchers made them superthin.

The Illinois researchers are proceeding with partnerships with physicians who are developing biomedical devices incorporating the circuits. For example, a clinical neurosurgeon at the University of Pennsylvania, in Philadelphia, is working with the Illinois team to create an implantable sensor that will monitor electrical activity in the brain to help predict the onset of epileptic seizures. The device may also work in reverse, sending electric pulses that head off the seizures. “This requires a device that will conform to the rippled geometry of the brain, because the deep creases in the lobes are where a lot of the action happens,” says Rogers.

Mapa Conceptual Circuitos

MAPA CONCEPTUAL
plan de estudios

IMPORTANCIA DE LOS CIRCUITOS DIGITALES

En el mundo actual predomina la electrónica, y los circuitos digitales son la representación fundamental de esta rama de la física tan importante en tiempos actuales. La asignatura de circuitos digitales, tiene como objetivo principal el formar Ingenieros con bases y conocimientos en tecnología siendo esta importante para la carrera ya que un estudiante de pregrado ve la necesidad de actualizarse constantemente en cuanto a la evolución que esta tiene de manera veloz para que, en el campo profesional el rendimiento de los ingenieros sea óptimo.

Los circuitos digitales y los sistemas de numeración binarios están suprema mente ligados el uno al otro; para obtener una mejor interpretación en cuanto circuitos se refiere es completamente necesario entender y manejar de la mejor forma posible los sistemas de numeración pero en especial el binario ya que en la ingeniería de sistemas es muy importante. al tener conocimiento previo de estos temas el aprendizaje sobre circuitos será satisfactorio utilizando claro una metodología clara a seguir dada por el docente de la asignatura. Para esta es necesaria la puesta en practica de lo aprendido.

para un entendimiento relativamente sencillo de los circuitos digitales se recomienda, primero conocer las partes que componen el circuito y a partir de ahí des pues de conocer el funcionamiento de cada uno de estos componentes se obtendrá una óptima deducción del circuito total.

En cuanto a la asignatura se recomienda también tener conocimientos previos obtenidos en otras asignaturas anteriormente cursadas como lógica y algoritmos, lógica matemática y principalmente estructuras de datos, de estas asignaturas relacionadas se obtienen los principios para "circuitos digitales". Los laboratorios de simulación y los montajes de circuitos son muy importantes. La asignatura se relaciona directamente con la Ingeniería De Sistemas interviniendo con el conocimiento de hardware informático y de equipos de comunicación; es por esto la justificación principal de la asignatura para que el futuro ingeniero de sistemas, tenga plenas satisfacciones al solucionar problemas de este tipo conforme sea la evolución de tecnologías así como el uso masivo de las computadoras.

Llevado a cabo el programa bajo un orden ya establecido , al finalizarlo facilmente se cumplirá con el objetivo principal de formar ingenieros idóneos, con la capacidad de investigar, diseñar, analizar y resolver problemas tanto físicos como lógicos.