Circuito impresso elástico, que é flexível na sua forma e função

O que à primeira vista parece ser uma placa de circuito impresso comum mostra todos os seus talentos assim que, por algum motivo, tentam dobrá-la ou torcê-la.
Fabricada por uma sobreposição de camadas de materiais elétricos e eletrónicos flexíveis, este é um dos primeiros circuitos eletrónicos 3D elásticos e flexíveis, em total contraste aos circuitos "2D" da eletrónica orgânica, que tipicamente consistem em circuitos muito finos, montados sobre películas de plástico.
Como prova este conceito, Zhenlong Huang, da Universidade da Califórnia em San Diego, construiu uma banda inteligente, que pode ser colocada em diferentes partes do corpo para controlar diferentes sinais elétricos e transmiti-los através de uma ligação sem fios (wireless).
Quando usado no peito ou no estômago, o circuito regista os sinais cardíacos como acontece num eletrocardiograma.
Na testa, ele regista sinais cerebrais, funcionando como um mini sensor de um equipamento usado para efectuar eletroencefalogramas.
Ao lado da cabeça, registra os movimentos do globo ocular.
No antebraço, o circuito registra a atividade muscular; e por aí vai, incluindo monitorizar a respiração, a temperatura da pele e o movimento do corpo.
O circuito também pode ser usado para controlar remotamente um braço robótico.
"Não tínhamos em mente um uso final específico para todas essas funções combinadas, mas o ponto é que podemos integrar todas essas diferentes capacidades de deteção sensorial na mesma pequena banda," disse Huang.



O protótipo consiste em quatro camadas de placas de circuitos flexíveis e extensíveis interligadas.
Cada camada é construída sobre um substrato de elastómero de silicone modelado com o que é conhecido como projecto de "ilha-ponte".
Cada "ilha" é uma parte eletrónica pequena e rígida (sensor, antena, chip Bluetooth, amplificador, acelerómetro, resistência, condensador, indutor etc.) que está interligada ao elastómero.
As ilhas são conectadas por "pontes" elásticas feitas de finos fios de cobre em forma de mola, permitindo que os circuitos estiquem, dobrem e girem sem comprometer a função eletrónica.
O grande desafio, como na eletrónica convencional, é interligar as diversas camadas (as placas de circuito impresso tradicionais podem chegar facilmente a 50 camadas).
Para construir as VIAs (sigla em inglês para acessos de interligação vertical) flexíveis, Huang fez os furos usando um laser e preencheu-os com um condutor flexível.
O protótipo consome 35,6 mili-watts e comunica com um telemóvel ou notebook até 10 metros de distância.
A única deficiência é a durabilidade dos materiais elastoméricos utilizados, que fazem com que o circuito perca rendimento e "elasticidade" em menos de um ano.
A equipa está a fazer parcerias com a indústria para tentar encontrar materiais mais duráveis.

O que à primeira vista parece ser uma placa de circuito impresso comum mostra todos os seus talentos assim que, por algum motivo, tentam dobrá-la ou torcê-la.
Fabricada por uma sobreposição de camadas de materiais elétricos e eletrónicos flexíveis, este é um dos primeiros circuitos eletrónicos 3D elásticos e flexíveis, em total contraste aos circuitos "2D" da eletrónica orgânica, que tipicamente consistem em circuitos muito finos, montados sobre películas de plástico.
Como prova este conceito, Zhenlong Huang, da Universidade da Califórnia em San Diego, construiu uma banda inteligente, que pode ser colocada em diferentes partes do corpo para controlar diferentes sinais elétricos e transmiti-los através de uma ligação sem fios (wireless).
Quando usado no peito ou no estômago, o circuito regista os sinais cardíacos como acontece num eletrocardiograma.
Na testa, ele regista sinais cerebrais, funcionando como um mini sensor de um equipamento usado para efectuar eletroencefalogramas.
Ao lado da cabeça, registra os movimentos do globo ocular.
No antebraço, o circuito registra a atividade muscular; e por aí vai, incluindo monitorizar a respiração, a temperatura da pele e o movimento do corpo.
O circuito também pode ser usado para controlar remotamente um braço robótico.
"Não tínhamos em mente um uso final específico para todas essas funções combinadas, mas o ponto é que podemos integrar todas essas diferentes capacidades de deteção sensorial na mesma pequena banda," disse Huang.



O protótipo consiste em quatro camadas de placas de circuitos flexíveis e extensíveis interligadas.
Cada camada é construída sobre um substrato de elastómero de silicone modelado com o que é conhecido como projecto de "ilha-ponte".
Cada "ilha" é uma parte eletrónica pequena e rígida (sensor, antena, chip Bluetooth, amplificador, acelerómetro, resistência, condensador, indutor etc.) que está interligada ao elastómero.
As ilhas são conectadas por "pontes" elásticas feitas de finos fios de cobre em forma de mola, permitindo que os circuitos estiquem, dobrem e girem sem comprometer a função eletrónica.
O grande desafio, como na eletrónica convencional, é interligar as diversas camadas (as placas de circuito impresso tradicionais podem chegar facilmente a 50 camadas).
Para construir as VIAs (sigla em inglês para acessos de interligação vertical) flexíveis, Huang fez os furos usando um laser e preencheu-os com um condutor flexível.
O protótipo consome 35,6 mili-watts e comunica com um telemóvel ou notebook até 10 metros de distância.
A única deficiência é a durabilidade dos materiais elastoméricos utilizados, que fazem com que o circuito perca rendimento e "elasticidade" em menos de um ano.
A equipa está a fazer parcerias com a indústria para tentar encontrar materiais mais duráveis.