La tecnología de «ojos electrónicos», capaz de reconocer objetos incluso en la oscuridad, ha dado un paso adelante. Los sensores infrarrojos, que actúan como el componente de «visión» en dispositivos como el LiDAR para vehículos autónomos, los sistemas de reconocimiento facial 3D en teléfonos inteligentes y los dispositivos médicos portátiles, se consideran componentes clave en la electrónica de próxima generación. Ahora, un equipo de investigación de KAIST y sus colaboradores han desarrollado la primera tecnología de impresión 3D a temperatura ambiente del mundo, capaz de fabricar sensores infrarrojos en miniatura con cualquier forma y tamaño deseados.
KAIST (Presidente Kwang Hyung Lee) anunció el 3 de noviembre que el equipo de investigación liderado por el Profesor Ji Tae Kim del Departamento de Ingeniería Mecánica, en colaboración con el Profesor Soong Ju Oh de la Universidad de Corea y el Profesor Tianshuo Zhao de la Universidad de Hong Kong, ha desarrollado una técnica de impresión 3D capaz de fabricar sensores infrarrojos ultracompactos —menores de 10 micrómetros (µm)— en formas y tamaños personalizados a temperatura ambiente.
Los sensores infrarrojos convierten señales infrarrojas invisibles en señales eléctricas y son componentes esenciales para el desarrollo de futuras tecnologías electrónicas, como la visión robótica. Por consiguiente, la miniaturización, la reducción de peso y el diseño flexible se han vuelto cada vez más importantes.
Los procesos convencionales de fabricación de semiconductores eran idóneos para la producción en masa, pero tenían dificultades para adaptarse con flexibilidad a las demandas tecnológicas en rápida evolución. Además, requerían un procesamiento a altas temperaturas, lo que limitaba la elección de materiales y consumía grandes cantidades de energía.
Para superar estos desafíos, el equipo de investigación desarrolló un proceso de impresión 3D de ultraprecisión que utiliza materiales metálicos, semiconductores y aislantes en forma de tintas líquidas de nanocristales, apilándolos capa por capa dentro de una única plataforma de impresión.
Este método permite la fabricación directa de componentes centrales de sensores infrarrojos a temperatura ambiente, lo que posibilita la realización de sensores en miniatura personalizados de diversas formas y tamaños.
En particular, los investigadores lograron un excelente rendimiento eléctrico sin necesidad de recocido a alta temperatura mediante la aplicación de un proceso de “intercambio de ligandos”, en el que las moléculas aislantes de la superficie de las nanopartículas se sustituyen por moléculas conductoras.
Como resultado, el equipo logró fabricar sensores infrarrojos ultracompactos con un grosor inferior a una décima parte del de un cabello humano (menos de 10 µm).
Figura 1. Impresión 3D de sensores infrarrojos. a. Proceso de impresión a temperatura ambiente para los electrodos y la capa fotoactiva que componen el sensor infrarrojo. b . Estructura y composición química del microsensor infrarrojo impreso. c . Matriz de micropíxeles del sensor infrarrojo impreso.
El profesor Ji Tae Kim comentó: “La tecnología de impresión 3D desarrollada no solo impulsa la miniaturización y el diseño ligero de los sensores infrarrojos, sino que también abre el camino a la creación de productos innovadores con formatos novedosos que antes eran inimaginables. Además, al reducir el elevado consumo energético asociado a los procesos de alta temperatura, este enfoque puede disminuir los costes de producción y permitir una fabricación respetuosa con el medio ambiente, contribuyendo así al desarrollo sostenible de la industria de los sensores infrarrojos”.
Los resultados de la investigación se publicaron en línea en Nature Communications el 16 de octubre de 2025, bajo el título “Impresión asistida por intercambio de ligandos de nanocristales coloidales para permitir la optoelectrónica submicrónica totalmente impresa” (DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-64596-4 ).
Esta investigación fue apoyada por el Ministerio de Ciencia y TIC de Corea a través del Programa de Jóvenes Investigadores Excelentes (RS-2025-00556379), el Programa Nacional de Desarrollo de Materiales Tecnológicos Estratégicos (RS-2024-00407084) y el Programa de Investigación de Cooperación Internacional para el Desarrollo de Tecnología Original (RS-2024-00438059).
KAIST News. Traducido al español
