Tinta Conductiva

Desarrollo de la Tinta conductiva y breve explicación.
Instituto Politécnico Nacional
Ingeniería Mecánica

1. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Azcapotzalco Química Aplicada Unidad IV Desarrollo De Nuevos Materiales Empleados En Ingeniería TINTAS CONDUCTIVAS Equipo 4

2. DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES EMPLEADOS EN INGENIERÍA Tinta Conductiva

3. AVANCES TECNOLOGICOS NUEVOS MATERIALES 01 02 CONTENIDOS GRAFENO TINTA CONDUCTIVA 03 04

4. COMENCEMOS QUIMICA APLICADA 2MM5

5. CONCEPTOS BASICOS Material: Aquello que es propio,  intrínseco  de la materia o está asociado a ella se denominará material, o aquello que presenta características físicas y corpóreas se lo designa como tal. Conductividad eléctrica: es la capacidad de la  materia  para permitir el flujo de la  corriente eléctrica  a través de sus  partículas . Esto depende directamente de la estructura atómica y molecular del material, así como de otros factores físicos.

6. ¿POR QUE SON IMPORTANTES LOS MATERIALES EN LA INGENIERIA? Los materiales en la ingeniería sí son importantes. Cada año los materiales para ingeniería aumentan, haciendo más novedosos los métodos de construcción en diferentes áreas y aumentando así la tecnología y seguridad en los proyectos que cada uno realiza en las diversas áreas. Los campos de ingeniería como civil, mecánica, automotriz deben conocer la ciencia de los materiales para construir y diseñar diferentes tipos de estructuras, maquinas, automóviles sin ningún problema o riesgo prologando.

7. Avances Tecnológicos 01 Superficies Anti-hielo: SLIPS es un material que posee una nanoestructura a la que se adhiere un lubricante esoecial que forma una superficie perfectamente lisa, mucho mas de lo que cualquier sólido podría serlo, y sobre la que el hielo no se deposita. A demas en caso de que se añade el recubrimiento, el líquido lubricante fluye rellenando la grieta y manteniendo la uniformidad de la superficie.

8. Absorber agua… del aire: se trata de un tipo de materiales porosos formados por metales y compuestos de carbono que hoy se investigan para múltiples aplicaciones. M ateriales mas duros y sostenibles: hace ya años que el ser humano ha sido capaz de crear materiales sinteticos mas duros que el diamante, utilizando elementos como nanobarras carbono o placas de nanorredes de carbono. E stos materiales podrían incorporarse en los próximos años para mejorar la resistencia de las estructura de aviones y naves espaciales.

9. Semiconductores Silicio, galio, selenio, cuya resistencia al paso de la corriente depende de la temperatura, tensión mecánica o grado de iluminación. (Se fabricas microchips para ordenadores, circuitos de puertas lógicas). Nuevos Materiales

10. Superconductores Mercurio por debajo de 4°K de temperatura, nanotubos de carbono, aleaciones de niobio y titanio, etc. Permiten el paso de energía sin perdidas. Piezoeléctrico Materiales como el cuarzo, turmalina, cerámicas y materiales plásticos especiales que poseen la capacidad de transformar la energía mecánica en eléctrica y viceversa. Se utilizan como sensores y actuadores en dispositivos electrónicos como relojes, micrófonos, etc.

11. Uno de los materiales que ha hecho posible esta nueva generación de materiales es el Carbono, su composición es muy especial, pues tiene una estructura cristalina y lo encontramos en forma de grafito o del diamante .

12. Se obtiene a partir del grafito natural que se extrae de las minas de carbón y con el que se hacen lápices o frenos para coches, aunque también puede sintetizarse. GRAFENO El grafeno es una única capa de átomos de carbono dispuestos en forma de retícula hexagonal.

13. El grafeno fue descubierto en 2004 por los científicos de origen ruso  Andre Geim y Konstantin Novoselov , pero fue en 2010, año en el que estos investigadores recibieron el Premio Nobel de Física,  cuando empezó la “fiebre del grafeno” Una característica que se explota en el grafeno es que los electrones pueden viajar con mucha libertad a lo largo de todo el enrejado, convirtiéndolo en un excelente conductor eléctrico

14. Dentro de los materiales del futuro, las propiedades del grafeno destacan sobre el resto y lo sitúan como uno de los materiales del futuro que mas oportunidades ofrecen. Entre sus ventajas es que se obtiene artificialmente a partir del grafito, que se encuentra abundante en la naturaleza.

15. RESISTENCIA Es el material más resistente conocido hasta ahora. DUREZA Cuesta rayarlo más que el diamante. FLEXIBILIDAD Es muy elástico, maleable y flexible. LIGEREZA Su estructura lo convierte en un material superligero. CONDUCTIVIDAD Elevada conductividad térmica y eléctrica, también se disipa el calor y consume menos electricidad que el silicio. BIOCOMPATIBILIDAD No presenta toxicidad para los seres vivos y permite el crecimiento celular. PROPIEDADES Las cualidades de este alótropo del carbono son revolucionarias porque es prácticamente imposible encontrarlas en ningún otro compuesto de un modo natural.

16. REACTIVIDAD Tiene un alto potencial reactivo cuando entra en contacto con otros elementos. DENSIDAD Se trata de un material denso e impermeable a líquidos y gases, a excepción con el agua. TRANSPARENCIA Una sola lamina es casi transparente. PROPIEDADES

17. TINTA CONDUCTIVA QUIMICA APLICADA 2MM5

18. Una tinta conductiva es un estupendo material que permite dibujar circuitos eléctricos funcionales sobre casi cualquier tipo de superficie, principalmente papel o materiales textiles. Están compuestas por una sustancia líquida no conductora y millones de nanopartículas de un material conductor, principalmente plata o grafito. Originalmente esta sustancia fue pensada como un material de apoyo para realizar conexiones entre componentes electrónicos de bajo consumo en sustitución de los tradicionales cables de cobre.

19. CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES Se puede trabajar con pequeños voltajes de corriente directa, generalmente las mas convencionales son 12 V, la resistencia de la tinta depende de la cantidad de tinta aplicada. Tiene la posibilidad de crear pistas de conexión de prácticamente cualquier forma que podamos imaginar. Esto baso superficies como: madera, papel, cartón, plásticos, textiles y metales.

20. Aplicaciones Estas tintas conductivas, son compatibles con varios estándares de impresión por lo que se pueden utilizar para la fabricación de circuitos electrónicos flexibles y adaptables.

21. Aplicaciones Sistemas fotovoltaicos. Impresión de antenas 3D. Dispositivos electrónicos. Dispositivos electrónicos impresos en 3D. Protección contra la Interferencia Electromagnética (EMI). Biosensores capacitivos. Electrónica vestible. Lectores de tarjeta flexibles.

22. Otra aplicación poco habitual de estas sustancias es para reparar circuitos electrónicos a manera de una “soldadura fría”, basta con colocar la pintura sobre el elemento que se desea volver a unir y simplemente esperar a que seque; esto se puede usar también para colocar en su lugar algunos elementos SMD.

23. Resistencia de la tinta conductiva La tinta conductiva funciona como un potenciómetro, los valores de resistencia en este potenciómetro dependerán de las dimensiones así como de densidad de tinta aplicada en la superficie. En la siguiente imagen se presentan los valores en Ohms , obtenidos en pruebas aplicando tinta en superficies con las medidas ahí mencionadas y aplicando una cantidad razonable (delgada) de tinta.

24. Si aplicas un poco de calor, por ejemplo con una lámpara cerca, la tinta se seca mucho más rápido. No aplicar demasiado calor ya que puede verse afectada su composición química. La tinta es flexible dependiendo de la superficie donde se aplique y de la densidad con que se aplique. Algunos Tips Se recomienda aplicar la cantidad suficiente de tinta para evitar fracturas en la línea conductiva, esto sólo en caso de querer aprovechar la propiedad de su flexibilidad. La tinta conductiva puede funcionar como Soldadura Fría. Si queremos colocar algún componente electrónico o un microcontrolador superficial por ejemplo, únicamente se monta sobre la tinta fresca y esperamos a que seque para que el componente se adhiera.

25. REALIZACIÓN DE TINTA CONDUCTIVA

26. MATERIALES ACETONA 01 POLVO DE COBRE 02 1 RECIPIENTE 03 04 05 1 PALITO ESMALTE PARA UÑAS, TRANSPARENTE

27. Pasos A nuestro polvo de cobre le añadimos de 1 a 2 gotas de nuestro esmalte de uñas. A nuestra mezcla también le añadiremos la acetona, esto para que su consistencia no sea tan liquida. Aproximadamente serán de 2 a 3 gotas. Revolvemos hasta que nuestra mezcla tome forma como si fuese tinta de alguna pluma, esperamos a que seque y listo, ya tenemos nuestra tinta conductiva.

28. Morales, M. (2017).  Tinta conductiva – Características e ideas de proyectos. – Tienda de Electrónica MX . [online] Tiendadeelectronica.mx. Available at: https://tiendadeelectronica.mx/blog/tinta-conductiva/ [ Accessed 26 May 2022]. Orozco, J. (2019).  Tintas conductivas, el futuro de los circuitos impresos.  [online] Laminasyaceros.com. Available at: https://blog.laminasyaceros.com/blog/tintas-conductivas [ Accessed 26 May 2022]. ‌ Infinitia Industrial Consulting . (2020).  ▷ ¿ Qu é es el Grafeno? Propiedades y aplicaci ó n | Infinitia . [online] Available at: https://www.infinitiaresearch.com/noticias/propiedades-del-grafeno-y-su-aplicacion/#conductividad [ Accessed 26 May 2022]. ATRIA Innovation . (2020).  Tintas conductivas | ¿Qué son las tintas conductivas? | ATRIA Innovation . [online] Available at: https://www.atriainnovation.com/tintas-conductivas/ [ Accessed 26 May 2022]. ‌Definición ABC. (2012).  Material . [online] Available at: https://www.definicionabc.com/general/material.php [ Accessed 26 May 2022].

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30. GRACIAS!