INTERCONEXIONES ÓPTICAS PARA CIRCUITOS FLEXIBLES: FUTURO PROMETEDOR.

La idea de la generación de circuitos electrónicos que puedan ser flexionados o estirados mientras mandan y reciben información, ha quedado atrás. Es bien sabido que durante los últimos años se ha dado lugar a bastantes investigaciones y presentaciones de prototipos de circuitos que puedan ser flexionados y al mismo tiempo estirados sin perder comunicación alguna entre ellos, sin embargo, hasta ahora esto no había sido posible debido a que la comunicación entre ellos se perdía.

El equipo de trabajo de Jeroen Missinne de la Universidad de Gante en Bélgica han logrado un gran avance respecto a este tema, pues han generado un mini circuito con interconexiones ópticas que es capaz de ser flexionado hasta un diámetro igual al dedo menique de la mano, y estirado hasta en un 30% de su tamaño original sin perder conexión alguna con los demás circuitos. Esto es posible debido a que la transmisión de datos no se lleva a cabo por medio de electrones, sino que esta es realizada por medio de emisiones de luz.

Dichas interconexiones son realizadas con un material transparente que es similar a una goma, llamado PDMS (polidimetilsiloxano), que es un polímero orgánico compuesto por cadenas flexibles cuando su peso molecular es alto por lo que contiene un alto nivel de visco-elasticidad, que al ser incorporadas a un circuito para la transmisión de datos, uno de los extremos del mismo actúa como emisor de luz mientras que el otro extremo es un receptor de esta. 

Para que las interconexiones estirables fueran efectuadas, fue necesaria la adaptación de dos enfoques. El primero de ellos se realizó por medio de conductores tradicionales y de uso común, tales como el cobre, oro y silicio que fueron moldeados como estructuras de tipo muelle en lugar de líneas rectas. El segundo enfoque se basa en un material eléctricamente conductor que es usado para realizar las interconexiones (PDMS).

Cabe notar que existe una gran diferencia entre la realización de interconexiones eléctricas estirables e interconexiones ópticas estirables, ya que para la efectuación de las segundas los enfoques cambian. Siendo el primero de ellos, el embebido de las fibras ópticas serpenteantes en el material PDMS, de manera que al finalizar el montaje de las mismas resulta un material estirable. Lo que resulta en un proceso más complejo que las interconexiones eléctricas estirables, debido a que en la mayoría de los casos los materiales guía de ondas ópticas son rígidos.

Para que las guías de onda funcionen correctamente dentro del patrón PDMS, resulta necesario llenar micro-canales haciendo uso de una escobilla de goma para eliminar el exceso de material que pudiera causar alguna capa residual entre los diferentes núcleos de las guías de onda existentes, y de esta manera evitar interferencias entre los canales vecinos.

Por otra parte, para la obtención de un enlace óptico que realmente sea flexible, extensible y mecánicamente deformable, fueron incrustados VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser) y fotodiodos a envases flexibles, que posteriormente fueron incrustados a las guías de onda antes mencionadas.

Se planea hacer uso de estos circuitos para sistemas ópticos de comunicaciones y algunas aplicaciones como piel robótica por lo cual los robots podrán flexionar sus extremidades sin problema alguno y tener gesticulaciones más similares a la de los humanos, también se planea su uso en aplicaciones biomédicas, tales como implantes sofisticados, y en ropa como componentes electrónicos (como sensores), ya que la composición de estos circuitos permiten que las personas puedan realizar sus actividades sin problema alguno (flexionarse), además de que la ropa podría ser lavada sin afectar a los circuitos ni a las interconexiones, esto es posible debido a que la sustancia flexible (PDMS) actúa como conductora de las ondas de información.

Ing. Karel Dakini Montoya González

Área de diseño Mecatrónico