Cuando un circuito integrado falla la única forma de volver a poner en condiciones de funcionamiento la máquina que depende de el es reemplazándolo por uno nuevo. La tecnología utilizada en la construcción de estos componentes, muchos de los cuales tienen millones de transistores y miles de conductores que pueden eventualmente fallar, impide que el usuario o un técnico pueda acceder a su interior para intentar una reparación. Sin embargo, algunos científicos están desarrollando circuitos integrados autorreparables, capaces de volver a funcionar luego de una avería. Si esta investigación se convierte en una tecnología masiva, podríamos tener circuitos capaces de sobrevivir a la mayoría de los fallos.
Si. Cuando un circuito integrado cuyo costo quizás no supere unos pocos centavos de euro falla, hay que gastar una pequeña fortuna para reemplazarlo. O peor aún: si su encapsulado es lo suficientemente moderno, del tipo BGA o similares, quizás haya que reemplazar incluso la placa en la que está montado o -en el peor de los casos- el artefacto completo. La tecnología utilizada en su construcción hace imposible que alguien -ni siquiera los ingenieros que los han diseñado- puedan intentar repararlos. Un circuito integrado típico es un pequeño rectángulo de silicio, de no más de unos 5 o 6 milímetros cuadrados, en el que se han creado mediante técnicas litográficas cientos de miles (a menudo millones) de componentes individuales. Esa pequeña oblea se conecta mediante delgadísimos conductores de oro a los pines del integrado y luego se lo sella definitivamente con algún tipo de plástico o cerámica, que además de protegerla dificulta enormemente el acceso al interior del componente. Y en caso de que se lo pueda abrir, la oblea de silicio y sus conecciones son generalmente irreparables.
Sin embargo, una nueva tecnología podría cambiar este panorama. Un grupo de profesores de la Universidad de Illinois, entre los que se encuentran Nancy Sottos (profesor de ciencia de los materiales), Scott White (profesor de ingeniería aeroespacial) y el profesor de química Jeffrey Moore, utilizaron los avances producidos en el campo de los polímeros para desarrollar un nuevo tipo de circuito integrado “autoreparable”. Obviamente, hay que aclarar que este tipo de componente, si alguna vez llega al mercado, no será capaz de sobrevivir a cualquier tipo de desastre. Solamente podría restablecer conexiones rotas en su interior de forma automática y prácticamente instantánea. Los investigadores han publicado los resultados de su investigación en la revista especializada Advanced Materials. “Se trata de un avance que simplifica los sistemas”, explicó Moore. Y agregó: “en lugar de tener que construir sistemas redundantes o subsistemas de diagnóstico, el material utilizado en la construcción del integrado será capaz de solucionar el problema por si mismo.” Se trata de un avance que no solo será bienvenido en la industria doméstica, como la que nos provee de ordenadores o automóviles, sino por la industria aeroespacial, en donde un fallo puede acabar con una misión cuyo desarrollo ha costado cientos de millones de dólares e insumido ciento de miles de horas hombre.
El equipo de Illinois ya había desarrollado un sistema similar capaz de autoreparar polímeros, y ahora la adaptaron para solucionar problemas relacionados con materiales conductores. Básicamente, el sistema utiliza microcápsulas de unas diez micras de diámetro depositadas sobre la parte superior de los conductores de oro que se utilizan para conectar entre si partes del circuito. Cuando se produce una grieta, las microcápsulas se abren liberando el metal líquido que contienen en su interior. Este metal llena el vacío producido en la linea, restableciendo el flujo eléctrico. “Lo realmente destacable de este trabajo es que constituye un primer ejemplo del uso de estas microcápsulas”, explica White. “Hasta ahora sólo se había intentando la autoreparación estructural. Esta investigación se centra en la restauración de la conductividad“, finaliza. Los investigadores demostraron que el 90 por ciento de sus muestras recuperaron el 99 por ciento de la conductividad original, incluso utilizando una pequeña cantidad de microcápsulas. Cuando esta tecnología esté madura, podrá aplicarse también a las baterías, dando lugar a una nueva generación de equipos extremadamente resistente a los fallos.
