Aparatos electrónicos minúsculos que se construyen a sí mismos en el agua

Los microchips y la microelectrónica en general han revolucionado la tecnología, pero los dispositivos que tienen un tamaño de una milésima de centimetro, como los microsensores, son realmente difíciles de construir. La solución puede estar en unos minúsculos dispositivos electrónicos que se fabrican a sí mismos, cuyo desarrollo se presenta en el último número de la revista Nature.

Desde hace años los fabricantes de sensores, componentes microelectrónicos y otros microdispositivos han luchado para refinar su principal técnica, la fotolitografía. Este método utiliza de modo ingenioso la luz para imprimir formas definidas en capas de polímeros. Pero los que lo utiliza están de acuerdo en que es muy pesado. Además, sólo se puede aplicar en determinados tipos de materia prima para producir formas planas. El nuevo método presentado por George Whitesides y sus colegas de la universidad de Harvard (Massachusetts, EE UU) no es sólo más simple, sino que también produce objetos tridimensionales.

Whitesides introdujo piezas de plástico de tamaño milimétrico en un recipiente con agua, las agitó durante un par de horas y, como por arte de magia, aparecieron estructuras correctamente ensambladas. El secreto está en el recubrimiento de cada superficie de las piezas antes de ser depositadas en el agua. Primero, las superficies que van a permanecer en la parte exterior del objeto son revestidas con oro o plata, con elementos químicos que atraen al agua. Luego, las superficies que tienen que ir pegadas se rocían con un líquido que es hidrofóbico, literalmente que odia al agua. Cuando las piezas minúsculas son sumergidas en el agua y agitadas, las superficies se pegan entre sí evitando el contacto con el agua.

Los inventores de este sistema afirman que no es sólo simple, sino que es sorprendentemente preciso, porque es autoconstruido. Cuando las minúsculas piezas son agitadas en el agua se empujan unas a otras y sólo aquellas que encajan perfectamente entre sí permanecen unidas, mientras que las que no encajan bien se desprenden y quedan libres en el agua para encontrar compañera. Tras dos horas de agitación, las microestructuras perfectamente encajadas se exponen a rayos UV, que convierten al líquido hidrofóbico en un adhesivo, y ya están listas para ser utilizadas.

Esta técnica está inspirada en mecanismos naturales, en el reconocimiento de células y moléculas que, siguiendo las leyes de la física y la química, se juntan y se separan para cumplir unas u otras funciones.

Dos de estos principios han sido explotados por los científicos para crear partes milimétricas capaces de juntarse por sí solas.

Del mismo modo, el método de Whitesides depende del reconocimiento de las piezas que deben encajarse.

Pero el sueño de que esta técnica revolucionará las líneas de fabricación microelectrónica no se ha alcanzado aún. Hasta ahora sólo se ha utilizado en piezas milimétricas, mientras que las microeléctricas son entre 100 y 1.000 veces más pequeñas; en principio, el método puede ser aplicado a esos tamaños, pero esto todavía está por hacer. Whitesides está en ello. También está buscando más productos químicos para utilizarlos como capas de las piezas y diversificar el tipo de asociaciones entre ellas inducidas en el recipiente de agua.

El avance para reducir el tamaño de los dispositivos electrónicos tiene un gran impacto tecnológico. Satélites y ordenadores portátiles, entre otros muchísimos aparatos, dependen de mecanismos electrónicos compactos, ligeros y lo más pequenos posible.

C Nature News Service