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Panasonic desarrolla película de resina y materiales necesarios para su aplicación en electrónicos extensibles

Ciencia

Panasonic desarrolla película de resina y materiales necesarios para su aplicación en electrónicos extensibles

 

  • Panasonic ha creado un material de película aislante que se extiende y vuelve a su forma original, se adapta libremente a una infinidad de formas de plegado y a diversas superficies
  • El material permitirá la fabricación de dispositivos electrónicos suaves y extensibles, como los wearables, que se ajustan a una variedad de formas, tales como la ropa y el cuerpo.
  • Su versatilidad ofrece una amplia gama de aplicaciones, desde dispositivos portátiles hasta sensores, pantallas y robots.

Osaka, Japón. Diciembre de 2015

Panasonic Corporation informa que ha desarrollado una película de resina de polímero suave, flexible y extensible, [1] al utilizar su tecnología patentada de resina extensible. La compañía también ofrecerá un material de electrodos transparentes [2] y la pasta conductora [3], junto con esta película de condiciones aislantes.

Este material, recientemente desarrollado, es un material de película aislante que se extiende y vuelve a su forma original, característica difícil de encontrar en materiales flexibles convencionales. Se adapta a las formas deseadas de plegado y en diversas superficies de forma libre, lo que reduce, sustancialmente, las restricciones de diseño existentes. Por ejemplo, permite el desarrollo de dispositivos electrónicos suaves y extensibles, como los populares wearables, que se adaptan a una variedad de formas, tales como la ropa y el cuerpo. Su versatilidad ofrece una amplia gama de aplicaciones, desde dispositivos portátiles hasta sensores, pantallas y robots.

Panasonic presentará estos desarrollos durante la próxima 17º Printed Wiring Boards Expo, exhibición que se realizará, del 13 al 15 de enero de 2016, en el Tokyo Big Sight.

Características de la película de resina extensible

  1. Material de película suave, extensible y aislante que tiene excelente elasticidad. Elongación por tensión: x 2,5 o más
  2. Material aislante capaz de relajar las tensiones internas derivadas del estiramiento, que vuelven a su forma original, y soportan el uso repetido. Porcentaje de relajación de la tensión: 60 %*1. Tasa de recuperación: 98 % o más*2
  3. Desarrollo adicional de un material extensible de electrodos transparentes y una pasta conductora junto con el material aislante. *1Resultados de la prueba de relajación de la tensión realizada a nivel interno (Condiciones: 50 % de estiramiento durante 30 min.) *2 Resultados de la prueba de recuperación de estiramiento realizada a nivel interno (Condiciones: tasa de estiramiento de 25 mm/min. y tasa de recuperación de 0,1 mm/min.)

Panasonic Película de Resina Flexible con Circuito Electronico

Las características a detalle

  1. Material de una película suave, extensible y aislante que tiene excelente elasticidad

En el contexto del desarrollo de los dispositivos portátiles, existe una creciente demanda de reducción de la sensación extraña de usarlos y de un diseño más estético, así como de un tamaño más pequeño y un perfil más delgado. Los materiales de poliuretano y caucho necesitan superar los desafíos asociados con la adherencia, la resistencia al calor y la fragilidad. Hay una gran demanda de un material cómodo que sea excelente en términos de resistencia al calor, durabilidad y facilidad de trabajo. Al observar el rendimiento probado de la resina termoestable que se utiliza convencionalmente [4] y, al aplicar la tecnología de diseño de resina que puede agregar una excelente elasticidad al material, Panasonic ha desarrollado un material aislante de resina termoestable, que es sorprendentemente flexible y extensible. Este material de película aislante suave y extensible sirve para realizar dispositivos electrónicos para su uso o instalación en lugares deseados.

  1. Material de película aislante capaz de relajar tensiones internas derivadas del estiramiento, que vuelve a su forma original, y soporta el uso repetido 

Los dispositivos implementados en la ropa o que se usan en el cuerpo deben ser de materiales que resistan el uso repetido y no permitan ningún cambio en las propiedades mecánicas, incluso después de la deformación repetida (estirar y recuperar). Generalmente, los materiales sometidos al estiramiento repetido y a la recuperación tendían a degradar la resistencia mecánica y el rendimiento de recuperación. Al ir más allá del simple ablandamiento, Panasonic emplea una tecnología que hace uso óptimo de la estructura reticulada tridimensional característica [5] de la resina termoestable. Al relajar las tensiones internas que surgen del estiramiento, el material aislante, recientemente desarrollado, vuelve a su forma original y resiste el uso repetido. Este material ayuda a realizar dispositivos electrónicos que se pueden usar durante un período prolongado de tiempo.

  1. Desarrollo adicional de un material extensible de electrodos transparentes y una pasta conductora junto con el material aislante

Los dispositivos implementados en la ropa o que se usan en el cuerpo debe ser no solo de materiales aislantes extensibles, sino también de materiales conductores suaves y elásticos. Al usar una resina extensible como material de base, Panasonic también ha desarrollado un material de electrodos transparentes y una pasta conductora que mantienen la conductividad, incluso, después de ciclos repetidos de estiramiento y recuperación. El material comprende una capa conductora delgada de nanotubos de carbono [6] formados en el material base de resina extensible. La pasta conductora se produce mediante la combinación de resina extensible, que se usa como un aglutinante, con relleno de plata. Estos materiales sirven para realizar los dispositivos y sensores de pantallas extensibles.

Tecnologías a detalle

  1. La tecnología de diseño de resina original de la empresa para producir un material aislante y extensible de una resina termoestable 

Las resinas termoestables son materiales de uso amplio y generalizado. Al someterse a una compensación entre la suavidad y la resistencia al calor, el desafío es poder lograr que sean suaves y, a su vez, resistentes al calor. Panasonic ha desarrollado una tecnología única para permitir que el material tenga componentes blandos y rígidos. Este método difiere del convencional de agregar un elastómero [7]. Esta tecnología utiliza una estructura reticulada tridimensional de resina termoestable para relajar las tensiones que surgen del estiramiento y la recuperación. Mientras se asegura la compatibilidad entre la elasticidad y la relajación de la tensión, Panasonic ha desarrollado un material aislante, que, aunque esté hecho de una resina termoestable, se estira y vuelve a su forma original para permitir el uso repetido.

  1. La tecnología de diseño para producir un material de base extensible para electrodos transparentes y extensibles

El Óxido de Indio y Estaño (ITO) [8] se usa, ampliamente, como electrodos transparentes. A pesar de que resiste la flexión en cierta medida, cuando se somete al plegado o estiramiento, desarrolla, fácilmente, grietas y, por lo tanto, no puede retener su conductividad. Para superar este inconveniente, es necesario proporcionar flexibilidad libre de grietas y garantizar un trayecto conductor para retener la conductividad del material, incluso, bajo condiciones de estiramiento o deformación. Panasonic ha desarrollado una tecnología diseñada para formar una capa conductora transparente delgada que comprende nanotubos conductores de carbono de una relación de aspecto excepcionalmente alto sobre un material base de una película de resina extensible producido con el diseño de materiales óptimos para el estiramiento y recuperación. Al emplear nanotubos de carbono para formar un trayecto conductor y así proporcionar la compatibilidad entre la capacidad de estiramiento y la conductividad, se ha creado un material extensible de electrodos transparentes que conserva la conductividad incluso después de la deformación.

  1. Tecnología para combinar un polímero extensible y un relleno conductor para la producción de pasta conductora extensible

Por lo general, el cobre u otro cableado de metal se romperían cuando su material de base se estira o se contrae. Debido a este problema, no es fácil utilizar un cableado metálico para formar circuitos complejos. Además, la fatiga del metal que resulta de la deformación hace que sea difícil lograr que el cableado de metal resista el estiramiento repetido. Panasonic ha desarrollado una tecnología para combinar una resina extensible como aglutinante con un relleno de plata. El resultado es una pasta conductora que conserva un trayecto conductor y, por lo tanto, la conductividad, incluso después del estiramiento y la recuperación.

[1]   Extensible: La película de resina extensible o elástica está pensada para su uso en dispositivos electrónicos extensibles.

[2]   Material de electrodos transparentes: Un material transparente conductor de electricidad

[3]   Pasta conductora: Pasta aplicada para proporcionar conductividad cuando se forman los circuitos electrónicos

[4]   Resina termoestable: Una resina termoestable (o plástica) es líquida o sólida antes del moldeo, exhibe fluidez a temperatura ambiente o cuando se calienta y se cura mediante la incorporación de un agente de curado, un catalizador o de la aplicación continua de calor para lograr el moldeo. Una vez que se endurecen, los plásticos termoestables no se derriten si se recalientan. Los grados típicos de resinas termoestables incluyen resina de fenol-formaldehído, resina de urea-formaldehído, resina de melanina, resina epoxi, y poliuretanos.

[5]   Estructura reticulada tridimensional: Una reticulación es un vínculo que une a la cadena de un polímero a otra por medio de agentes químicos. La estructura tridimensional significa una estructura de polímeros en red por una reticulación más avanzada.

[6]   Nanotubos de carbono: El término “nanotubo de carbono” es un compuesto de las palabras “carbono”, “nanómetro” y “tubo”. Un tubo de carbono es una estructura cilíndrica de mallas de átomos de carbono unidos. Un nanotubo de carbono es extremadamente fino, del orden de nanómetros en diámetro, y su espesor es aproximadamente 50 000 veces más delgado que el grosor del cabello humano.

[7]   Elastómero: Un término genérico para los materiales industriales con elasticidad similar al caucho. El término “elastómero” es un compuesto de las palabras “elástico” y “polímero”.

[8]   El óxido de indio y estaño: (Indium tin oxide, ITO) es un conductor eléctrico y alto en transmitancia en el rango de la radiación visible y, por lo tanto, se utiliza para hacer electrodos transparentes. Sus principales aplicaciones incluyen pantallas planas que utilizan LCD, PD, y paneles electroluminiscentes (EL) orgánicos.

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