Itongadol.- Un artículo publicado por la revista Nature Communications ilustra el innovador enfoque adoptado por los investigadores del Politécnico de Turín y de la Universidad Hebrea de Jerusalem para la realización de sensores cada vez más eficaces. Estos dispositivos microelectromecánicos (MEMS) se basan en la integración de componentes mecánicos y eléctricos a escala micrométrica. Todos los utilizamos continuamente en nuestra vida cotidiana: en nuestro celular hay al menos una docena de MEMS que regulan diferentes actividades que van desde el control del movimiento, la posición y la inclinación del teléfono, los filtros activos para las diferentes bandas de transmisión y el propio micrófono.
Más interesante aún es la extrema miniaturización a nano escala de estos dispositivos (NEMS), porque ofrecen la posibilidad de crear sensores de inercia, masa y fuerza con una sensibilidad tal que pueden interactuar con moléculas individuales.
Sin embargo, la difusión de los sensores NEMS sigue limitada por el elevado coste de fabricación de las tecnologías tradicionales basadas en el silicio. Por el contrario, nuevas tecnologías como la impresión 3D han demostrado que se pueden crear estructuras similares a bajo coste y con interesantes funcionalidades intrínsecas, pero hasta la fecha las prestaciones como sensores de masa son pobres.
El artículo «Reaching silicon-based NEMS performances with 3D printer nanomechanical resonators», publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, muestra cómo es posible obtener nano resonadores mecánicos a partir de la impresión 3D con cifras de mérito como el factor de calidad, la estabilidad publicada, la sensibilidad de masa y la resistencia comparables a las de los resonadores de silicio. La investigación es fruto de la colaboración entre el Politécnico de Turín -gracias a la actividad investigadora de Stefano Stassi y Carlo Ricciardi del Departamento de Ciencia y Tecnología Aplicada-DISAT junto con Mauro Tortello y Fabrizio Pirri (grupos NAMES y MPNMT)- y la Universidad Hebrea de Jerusalem, con la investigación de Ido Cooperstein y Shlomo Magdassi.
Los diferentes nano dispositivos (membranas, puentes) se obtuvieron por la polimerización de dos fotones sobre nuevas composiciones líquidas, seguida de un proceso térmico que elimina el contenido orgánico, dejando una estructura cerámica con alta rigidez y baja disipación interna.
«Los NEMS que hemos fabricado y caracterizado -explica Stefano Stassi- tienen unas prestaciones mecánicas en línea con los actuales dispositivos de silicio, pero se obtienen mediante un proceso más sencillo, rápido y versátil, gracias al cual también es posible añadir nuevas funcionalidades químico-físicas’’.
«La capacidad de fabricar dispositivos complejos y en miniatura que tienen un rendimiento similar a los de silicio -dice Shlomo Magdassi- mediante un proceso de impresión 3D rápido y sencillo, aporta nuevos horizontes al campo de la fabricación aditiva y la fabricación rápida».
El trabajo se ha desarrollado en el marco de los proyectos de investigación PRIN 2017- Prot.20172TZHYX, financiado por el Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR) y H2020 FET Open «Boheme», financiado por la Unión Europea, y por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Israel y la Fundación Nacional de Investigación, Oficina del Primer Ministro, Singapur, en el marco de su programa Campus de Excelencia Investigadora y Emprendimiento Tecnológico (CREATE).