Circuitos eletrônicos flexíveis feitos com máquina de costura

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/06/2014

A técnica é simples e barata, e tem um desempenho equivalente ao de outros materiais construídos com técnicas mais complexas e materiais mais caros.
[Imagem: Babak Ziaie Lab/Purdue University]

Zigue-zague flexível

Várias técnicas estão sendo usadas para construir circuitos eletrônicos flexíveis, de tintas de metal líquido e metais elásticos até circuitos eletrônicos que esticam em nível molecular.

Mas por que complicar, se tudo pode ser feito de modo muito mais simples, usando pouco mais do que uma máquina de costura doméstica?

A sacada foi de Rahim Rahimi e Babak Ziaie, da Universidade de Purdue, nos Estados Unidos.

Eles usaram uma máquina de costura comum e substituíram a linha por fios de cobre muito finos.

Usando um ponto em zigue-zague, eles criaram interconexões que podem ser esticadas ao extremo - até 500% do seu tamanho original - sem que os fios arrebentem, mantendo as conexões elétricas intactas.

Como tecidos normalmente não esticam muito e não são adequados para uso na eletrônica, eles fizeram suas costuras em um elastômero, uma espécie de borracha vendida no comércio.

A prova dos nove da técnica consistiu em montar um sensor de tensão indutivo sobre um catéter urinário.
[Imagem: Babak Ziaie Lab/Purdue University]

Mas também não é fácil costurar em borracha, por isso Rahimi desenvolveu uma técnica na qual a costura é feita inicialmente em uma folha de PET, o mesmo material das garrafas de refrigerante, e depois é transferida para a borracha.

"As estruturas são muito robustas, podendo suportar milhares de ciclos repetidos de estica e solta," disse Ziaie.

Biomédica e robôs

A demonstração prática da técnica consistiu na criação de um sensor de tensão indutivo elástico, para monitorar a expansão de um catéter urinário inflável - esses sensores medem o quanto um material se deforma.

Como os sensores de tensão convencionais são feitos de filmes metálicos rígidos, eles não conseguem medir mais do que uma pequena porcentagem da deformação antes de se quebrar, enquanto o novo sensor estica suavemente junto com o catéter, fazendo uma medição precisa ao longo de toda a escala.

A equipe afirma que, além de equipamentos biomédicos, a costura de interconexões elétricas flexíveis poderá ser usada na fabricação de robôs moles.