Un grupo de investigadores europeos ha desarrollado una técnica sorprendentemente accesible que permite transformar la tinta de un rotulador rojo común en circuitos eléctricos funcionales. El método, denominado «Paint & Scribe», utiliza rotuladores con tinta a base de eosina, un colorante orgánico presente en muchos bolígrafos baratos. Mediante la aplicación de un láser, la eosina se convierte en grafeno poroso, dando lugar a estructuras conductoras sobre materiales tan diversos como papel, vidrio, madera o incluso cerámica. Este enfoque no solo prescinde de materiales avanzados o caros, sino que también elimina la necesidad de utilizar tintas específicamente conductoras o sustratos especializados.

Este avance se sitúa en la intersección de la electrónica flexible, la sostenibilidad y la accesibilidad, ofreciendo una vía económica y versátil para la creación de sensores, componentes eléctricos e incluso circuitos completos. A diferencia de otras tecnologías que requieren salas limpias o técnicas de deposición complejas, este método puede aplicarse con herramientas tan básicas como un rotulador y una grabadora láser de bajo coste. La técnica podría suponer un punto de inflexión para la electrónica DIY, el ámbito educativo, y ciertos nichos industriales donde la personalización y la rapidez de fabricación son prioritarias.

De la tinta al grafeno: un proceso químico optimizado

La clave del proceso reside en la capacidad del láser para inducir la carbonización localizada de la eosina, un colorante orgánico con estructura molecular rica en anillos aromáticos. Bajo irradiación láser, la eosina experimenta una pirolización que rompe los enlaces C-H y reorganiza los átomos de carbono en una estructura tipo grafeno. Este tipo de material, conocido como «laser-induced graphene» (LIG), presenta una red de carbono tridimensional con buena conductividad eléctrica y superficie porosa, ideal para sensores electroquímicos.

Desde el punto de vista técnico, el proceso depende de parámetros como la longitud de onda del láser, su potencia, el tiempo de exposición y la densidad de energía sobre la superficie. En el estudio, se empleó un láser de 450 nm y 5 W, operando a velocidades que oscilaban entre 1 y 10 mm/s. La resistencia eléctrica de las trazas obtenidas oscilaba entre 25 y 200 ohmios por centímetro, valores adecuados para su integración en sensores de temperatura, humedad o gases.

Además, el grafeno generado muestra una excelente adhesión al sustrato y estabilidad térmica, lo que permite su uso incluso en condiciones ambientales exigentes. Los electrodos fabricados mediante este proceso se han probado con éxito en aplicaciones de biosensado, detección ambiental y recolección de datos en tiempo real.

¿En qué se diferencia de los rotuladores de tinta conductiva?

Una de las comparaciones más inmediatas que surgen es con el uso de rotuladores de tinta conductiva, una tecnología ya existente y común en el ámbito del prototipado electrónico. Sin embargo, hay diferencias fundamentales entre ambos enfoques:

1. Composición química y coste:
Los rotuladores de tinta conductiva contienen nanopartículas de metales como plata, cobre o carbono dispersas en un líquido adhesivo. Estos rotuladores suelen costar entre 15 y 50 euros por unidad. En contraste, los rotuladores con tinta a base de eosina son productos comerciales ordinarios que se pueden adquirir por menos de 1 euro.

2. Conductividad y estabilidad:
Aunque las tintas conductoras suelen ofrecer menor resistencia eléctrica en condiciones ideales, su estabilidad depende de la adhesión mecánica de las partículas al sustrato. La tinta puede agrietarse, deteriorarse con la humedad o desprenderse con el tiempo. En cambio, el grafeno inducido por láser es parte integral del sustrato una vez grabado, lo que le confiere mayor durabilidad y resistencia.

3. Sustratos compatibles:
Las tintas conductoras suelen requerir superficies lisas y no porosas para funcionar correctamente, y muchas veces necesitan ser curadas térmicamente (por ejemplo, en hornos a 100-150 °C). El método «Paint & Scribe» permite trabajar sobre vidrio, madera, papel reciclado e incluso superficies curvas, sin necesidad de curado adicional.

4. Personalización y complejidad geométrica:
Al poder aplicar el grafeno con precisión mediante control láser, es posible generar patrones complejos de alta resolución, incluyendo electrodos microestructurados. Esto resulta muy difícil con rotuladores de tinta conductiva tradicionales, cuya resolución está limitada por la punta del rotulador y la viscosidad del líquido.

Potencial educativo y maker: electrónica sin barreras

Una de las áreas donde este avance puede tener mayor impacto es el entorno educativo y el movimiento maker. La posibilidad de dibujar un circuito con un rotulador barato y convertirlo en funcional con una grabadora láser doméstica democratiza el acceso a la electrónica. Escuelas, laboratorios caseros y centros de formación pueden utilizar esta técnica para enseñar conceptos de conductividad, sensores, microcontroladores y diseño electrónico sin grandes inversiones.

Ya existen kits basados en Arduino y Raspberry Pi que se pueden integrar con sensores producidos mediante esta técnica, como termistores, sensores de humedad o electrodos para reacciones redox. De hecho, en el estudio se mostró un sensor funcional impreso sobre una taza de café que era capaz de medir su temperatura mediante cambios de resistencia eléctrica.

Impacto en el diseño personalizado y la sostenibilidad

Desde una perspectiva industrial, el enfoque «Paint & Scribe» abre la puerta a la creación de dispositivos electrónicos personalizados, adaptados a geometrías específicas o fabricados en pequeñas tiradas. Sectores como la domótica, la salud portátil o la agricultura inteligente podrían beneficiarse de sensores de bajo coste que se imprimen directamente sobre el entorno físico donde se van a utilizar.

Además, este método es considerablemente más sostenible que las técnicas tradicionales de fabricación de circuitos, que requieren grabado químico con ácidos o la utilización de plásticos multicapa. Al poder utilizar papel, madera reciclada o vidrio como soporte, y evitar el uso de metales pesados, la huella ecológica del proceso es mucho menor.

Perspectivas a medio plazo: qué falta por mejorar

Aunque el método es prometedor, aún existen ciertos retos técnicos. Por ejemplo, la uniformidad de la conductividad entre distintas muestras puede variar dependiendo del tipo de rotulador, la cantidad de tinta aplicada y la calibración del láser. También se requiere un control más fino sobre la resolución mínima alcanzable, especialmente si se pretende miniaturizar los componentes más allá de los milímetros.

Otro punto a considerar es la durabilidad a largo plazo del grafeno inducido. Aunque presenta buena estabilidad, su resistencia a la humedad, abrasión o exposición solar debe validarse en aplicaciones industriales concretas. Finalmente, sería deseable contar con rotuladores formulados específicamente para este uso, con concentraciones óptimas de eosina y viscosidad adecuada para lograr patrones más definidos.

Reflexiones finales

Este descubrimiento sitúa al grafeno y a la electrónica accesible en un punto de encuentro que puede tener consecuencias significativas para la fabricación descentralizada, la educación tecnológica y la innovación abierta. Frente a tecnologías propietarias y costosas, este enfoque nos recuerda que con creatividad, conocimiento químico y herramientas simples se pueden lograr avances muy prácticos. La combinación de una sustancia común como la eosina con un proceso controlado de irradiación láser representa una forma ingeniosa de aprovechar materiales ordinarios para fines extraordinarios.