I ricercatori del MIT stanno compiendo un grande passo avanti verso la produzione di dispositivi elettronici attivi completamente stampati in 3D, con l’obiettivo di realizzare porte logiche senza semiconduttori per semplificare la produzione di componenti elettronici.
Una rivoluzione nella produzione elettronica
Questo sviluppo potrebbe rivoluzionare la produzione elettronica, rendendola più accessibile ad aziende, laboratori e utenti domestici. La possibilità di produrre componenti attivi senza semiconduttori può eliminare la necessità di camere bianche, semplificando l’intero processo di produzione.
I componenti elettronici attivi controllano i segnali elettrici e sono tradizionalmente basati su semiconduttori, che devono essere prodotti in ambienti estremamente puliti. La recente carenza globale di semiconduttori, aggravata durante la pandemia di Covid-19, ha evidenziato le vulnerabilità della catena di approvvigionamento, portando a carenze e a un aumento dei costi. La capacità di stampare dispositivi elettronici attivi senza l’uso di semiconduttori potrebbe rappresentare una soluzione a questi problemi.
Verso la democratizzazione della tecnologia
“Questa tecnologia ha un enorme potenziale. Anche se non è in grado di competere direttamente con il silicio, il nostro obiettivo non è sostituire le tecnologie esistenti, ma spingere la stampa 3D in nuove direzioni. In sostanza, si tratta di democratizzare la tecnologia. Questo potrebbe consentire a chiunque di creare hardware intelligente, lontano dai tradizionali centri di produzione”, ha affermato Luis Fernando Velásquez-García, scienziato senior presso i Microsystems Technology Laboratories (MTL) del MIT e autore principale di un articolo sui dispositivi pubblicato sulla rivista Virtual and Physical Prototyping.
Componenti stampati con materiali biodegradabili
I ricercatori hanno utilizzato apparecchiature di stampa 3D standard e un materiale biodegradabile ed economico per creare fusibili che svolgono funzioni di commutazione simili a quelle dei transistor. Questi fusibili possono eseguire compiti di controllo semplici, come la regolazione della velocità dei motori elettrici.
“Abbiamo capito che questa innovazione potrebbe portare la stampa 3D a un livello superiore, aggiungendo un certo grado di ‘intelligenza’ ai dispositivi elettronici. Per ora, è la spiegazione migliore che possiamo fornire, ma non è completa. Non è ancora chiaro perché questo fenomeno si verifichi solo con questa combinazione di materiali. Serviranno ulteriori ricerche, ma non c’è dubbio che il fenomeno sia reale”, ha aggiunto Velásquez-García.
Obiettivi futuri e applicazioni innovative
I ricercatori intendono sviluppare ulteriormente la tecnologia per creare circuiti più complessi e migliorare le prestazioni dei componenti stampati. Secondo Roger Howe, professore emerito di ingegneria presso l’Università di Stanford, che non è stato coinvolto in questo progetto, “questo lavoro dimostra che i dispositivi elettronici attivi possono essere fabbricati utilizzando materiali polimerici conduttivi estrusi. Questa tecnologia consente di integrare l’elettronica nelle strutture stampate in 3D. Un’applicazione interessante è la stampa 3D della meccatronica a bordo di veicoli spaziali”.
Un futuro sostenibile e distribuito
A lungo termine, questa innovazione potrebbe trasformare il modo in cui i dispositivi elettronici vengono progettati e prodotti, aprendo nuove opportunità per una produzione distribuita e un’elettronica sostenibile.
