A engenheira química Zhenan Bao e sua equipe de pesquisadores em Stanford passaram quase duas décadas tentando desenvolver circuitos integrados semelhantes a pele que podem ser esticados, dobrados, dobrados e torcidos - trabalhando o tempo todo - e depois voltando sem falhar, todas as vezes. Esses circuitos pressagiam um dia de produtos vesta­veis e implanta¡veis, mas um obsta¡culo sempre se interpa´s no caminho.

A saber, "como alguém produz uma tecnologia completamente nova em quantidades grandes o suficiente para possibilitar a comercialização?" Disse Bao.

Bao e a equipe acham que tem uma solução. Em um novo estudo, o grupo descreve como eles imprimiram circuitos integrados extensa­veis, poranãm dura¡veis, em materiais de borracha semelhantes a pele, usando o mesmo equipamento projetado para fazer chips de sila­cio sãolidos - uma realização que poderia facilitar a transição para a comercialização trocando as fundições que hoje fazem circuitos ra­gidos para produzir os extensa­veis.

O processo, detalhado na edição desta semana da revista Science , permitiu aos pesquisadores espremer mais de 40.000 transistores em um aºnico centa­metro quadrado de circuito extensa­vel, mas a equipe acha que o dobro desse número estãoao alcance. Embora isso ainda esteja muito longe dos bilhaµes de transistores que podem ser espremidos na mesma área em chips de sila­cio, seria o suficiente para criar circuitos simples para sensores na pele, redes em escala corporal e bioeletra´nica implanta¡vel com aplicações ainda a ser imaginado.

"Nosso manãtodo melhora a densidade do transistor ela¡stico em mais de 100 vezes do que qualquer outra pessoa alcana§ou atéagora. E o faz com excelente uniformidade nos transistores, sem sacrificar nada no desempenho eletra´nico ou meca¢nico", disse o pesquisador de pa³s-doutorado Yu-Qing Zheng, coprimeiro autor do artigo.

Uma grande vantagem do processo de Stanford éque ele pode ser feito com o mesmo equipamento usado para fazer chips de sila­cio hoje. O processo, conhecido como fotolitografia, usa luz ultravioleta (UV) para transferir um intrincado padrãogeomanãtrico eletricamente ativo - um circuito - em um substrato sãolido, camada por camada. a‰ um processo complexo de várias etapas de revestimento, expondo com luz, corrosão química e enxa¡gue que deixa para trás o circuito muito importante.

Esse manãtodo funcionou por décadas na indústria de semicondutores, mas, atéagora, os produtos químicos usados ​​para dissolver e remover os materiais resistentes a  luz também removeram os polímeros semelhantes a  pele que são a base dos circuitos extensa­veis. Ao desenvolver novas fotoquímicas que funcionam nesses materiais ela¡sticos, a equipe de Bao estãoensinando equipamentos de manufatura testados e aprovados a fazer novos truques. Na verdade, o processo de Stanford atémesmo elimina algumas das etapas necessa¡rias na fabricação de sila­cio. Tudo isso resulta em um resultado nota¡vel.

"Nosso processo émais eficiente e pode ser capaz de produzir circuitos extensa­veis com melhor custo-benefa­cio do que os ra­gidos", disse o estudioso de pa³s-doutorado Yuxin Liu, coautor do artigo.

A equipe usou o novo processo para produzir circuitos flexa­veis com aproximadamente o mesmo desempenho elanãtrico dos transistores usados ​​para monitores de computador atuais - aºteis para aplicações prática s - e testou seus materiais para durabilidade e desempenho. Esticando os circuitos para dobrar suasDimensões originais, tanto paralelas quanto perpendiculares a  direção do circuito, os novos materiais impressos não mostraram rachaduras, delaminação ou, o mais importante, decla­nio de função. Eletricamente, os transistores permaneceram esta¡veis, mesmo depois de 1.000 trechos repetidos.

"Com as melhorias na densidade do transistor, este processo pode levar a novas aplicações para circuitos flexa­veis", disse Donglai Zhong, coautor do estudo.