11 febrero 2014

Las tablets serán flexibles, muy ligeras e incluso de bolsillo

Si la tableta ya le parece ligera, los dispositivos que tienen en mente los científicos e ingenieros que trabajan para mejorar sus prestaciones le resultarán mucho más fáciles de transportar. 

La combinación de una nueva generación de materiales, entre los que se encuentra el grafeno, con el perfeccionamiento de ciertas tecnologías permitirá la fabricación de tabletas flexibles y con un peso que podría reducirse hasta llegar a un tercio del que tienen en la actualidad. 

Incluso se están diseñando dispositivos enrollables o plegables, aunque para determinar qué tecnologías serán viables comercialmente aún habrá que esperar varios años.

"Algunos fabricantes de móviles y tabletas nos dibujan una visión futurista de los mismos, basada en pantallas flexibles, enrollables, ligeras y transparentes. 

Esa visión no es del todo desencaminada. Los progresos en plásticos o polímeros orgánicos (basados en materiales de carbono) y en la tecnología OLED (diodos emisores de luz orgánicos) están allanando el camino en esa dirección", explica Amador Menéndez Velázquez, investigador del Instituto Tecnológico de Materiales de Asturias (Itma) y colaborador del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en EEUU.

El científico explica así en qué consiste esta tecnología: "Imagine una bombilla LED. Ahora trate de hacerla más pequeña, para poder empaquetar un millón de esas bombillas en una pantalla (cada bombilla sería un píxel que se encendería o apagaría). 


Eso es posible mediante la utilización de materiales orgánicos, [de ahí la denominación de OLED, organic LED], que suponen un menor consumo energético. Para su fabricación se utilizaban técnicas de vacío (como evaporación molecular)". 

Este proceso, sin embargo, "es excesivamente caro para la producción a gran escala y ahí subyace la mayor dificultad para que esta tecnología se imponga en el mercado".

Por ejemplo, en el MIT, el centro con el que él colabora, han desarrollado una tecnología basada en la denominada impresión por inyección: "De forma similar a como haría una impresora convencional, mediante esta tecnología se imprimirían millones de diminutos OLED a bajo coste". 

Ya hay una spin-off, Kateeva, que augura que en cinco años las pantallas OLED podrían suponer la mitad del mercado de las tabletas electrónicas, relata.

El grafeno, un material bidimensional que fue sintetizado por primera vez en 2004 por los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov (y por cuyo hallazgo ganaron el Nobel en 2010), se perfila como uno de los ingredientes favoritos en las recetas de los futuros dispositivos electrónicos flexibles. 

Todavía está en desarrollo, pues los principales retos son producirlo a gran escala y en grandes tamaños, así como lograr que sea más estable, según explica el ingeniero Tomás Palacios: "Es una material prácticamente ideal. 

Tiene un solo átomo de espesor, no hay ninguno más delgado o que tenga más resistencia, es transparente, flexible y conduce la electricidad mejor que ningún otro", enumera Palacios, director del centro para dispositivos con grafeno y sistemas bidimensionales del MIT (Center for Graphene Devices and 2D Systems), que integra a una veintena de grupos centrados en desarrollar aplicaciones para estos nuevos materiales.

"Probablemente la primera aplicación del grafeno será para células y paneles solares y pantallas de televisión o móviles que sean flexibles. 

Como quieres emitir o absorber luz, necesitas materiales transparentes que no impidan el paso de la luz. Para introducir corriente en las pantallas de los móviles se usa el óxido de indio y estaño, que es transparente y conduce la electricidad. 

El problema es que además de muy caro, es muy frágil y no se puede usar en dispositivos que van a ser flexibles porque se quiebra", explica Palacios.

Una de las grandes ventajas del grafeno, añade, es que no está solo: "Fue el primer material de un único átomo de espesor que se ha estudiado de manera detenida. 

Pero en los últimos seis o siete años se han descubierto una gran variedad de materiales bidimensionales. Y muchos de ellos tienen propiedades complementarias", señala. "Por ejemplo, hay materiales que son muy buenos aislantes (no dejan pasar la electricidad), como el nitruro de boro. 


También el disulfuro de molibdeno, que es un semiconductor, como el silicio, y lo estamos usando para fabricar electrónica flexible".

"Hay empresas como Samsung que están haciendo una gran inversión para poder utilizar grafeno en esa nueva generación de móviles y televisores que va a ser flexible. En un par de años creo que habrá prototipos bastante avanzados. Luego dependerá del empuje comercial para sacarlos a la venta", señala.

Conseguir baterías más duraderas y que se carguen en menos tiempo es una de las grandes demandas de los usuarios: "La autonomía y duración de los dispositivos es un aspecto crucial. 

Recientemente hemos desarrollado una tecnología que captura la luz y la convierte en electricidad a partir de la propia pantalla de cristal. Ahora estamos tratando de extenderla a plásticos, para que pueda ser incorporada en próximas generaciones de tabletas flexibles", explica Menéndez. 

"Los materiales piezoeléctricos, basados en la generación de electricidad a partir de presión (como al teclear sobre una pantalla táctil), se perfilan como herramienta para capturar energía. El grafeno modificado químicamente puede actuar como piezoeléctrico".

"A corto y medio plazo el grafeno tendrá mucha importancia en el almacenamiento de energía. La batería flexible es uno de los retos principales, más que las pantallas. Y el grafeno permitirá que se carguen antes. En cinco años podrían comercializarse, aunque es difícil hacer predicciones", afirma Palacios.


"Las baterías de grafeno almacenarán más energía y se cargarán hasta 10 veces más rápido. Pero la mayor eficiencia de los dispositivos se deberá a que las pantallas y los microprocesadores consumirán menos", afirma Jesús de la Fuente, presidente de Graphenea. 

Esta empresa española vende láminas de grafeno sobre diferentes soportes a compañías entre las que están Nokia, Philips, Intel o Corning. De la Fuente cree que los dispositivos flexibles podrían comercializarse en entre tres y cinco años. 

"Gran parte del peso de las tabletas actuales se debe sobre todo a la batería y a la carcasa. Siendo innovador y utilizando, además del grafeno, una combinación de polímeros, se podría reducir su peso hasta alcanzar un tercio del actual, por debajo de los 100 gramos".

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