Crea una placa de circuito en origami.

¿Qué podrías hacer si pudieras crear trazas de circuitos simplemente doblando un trozo de papel? ¿Qué tal si unieras tecnologías modernas y manualidades tradicionales mientras ofreces oportunidades para aprender habilidades en ambas? Como parte de nuestra investigación interdisciplinaria sobre artesanía digital en el MEI Lab de la Escuela de Medios Creativos de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, encontramos investigaciones que demostraban cómo impregnar materiales similares al papel (técnicamente un “textil no tejido”) con el tipo de metal líquido utilizado para hacer tinta conductora. Inicialmente, el material impregnado no es conductor porque se forma una capa de óxido aislante que encapsula gotas microscópicas del metal líquido. Sin embargo, aplicar presión a través de moldes con forma agrietará la capa aislante, permitiendo que partículas vecinas se fusionen y, por lo tanto, creando regiones conductoras con la forma del molde. Ambos fuimos introducidos de niños al origami y kirigami (similar al origami, excepto que se permite cortar además de doblar). Decidimos, junto con nuestros colegas, ver si esas técnicas tradicionales podrían aplicarse al nuevo material para eliminar la necesidad de moldes. Nuestro objetivo era permitir que los artesanos hicieran creaciones híbridas de papel que contuvieran elementos fácilmente integrados como LEDs y motores. En particular, estábamos interesados en la posibilidad de combinar las etapas separadas de creación de un objeto de papel y la adición de conductores eléctricos. Los enfoques anteriores para crear objetos de papel electrificados dependían de añadir un conductor flexible separado—como cinta adhesiva de cobre—al papel. Esto aumenta el esfuerzo requerido y corre el riesgo de crear circuitos abiertos a medida que el material conductor se adapta a la forma del objeto. Se usan isopropanol y un material líquido de galio-indio para impregnar un material similar al papel que es 55 por ciento poliéster y 45 por ciento celulosa. Los componentes electrónicos como LEDs y motores se mantienen en su lugar con cinta de enmascarar. Nuestro primer paso fue ver si las presiones involucradas en doblar y cortar eran suficientes para crear trazas conductoras. Nos convertimos en visitantes frecuentes del departamento de ciencia y ingeniería de materiales de nuestra universidad para fabricar muestras y luego pedir prestado equipo para caracterizar su comportamiento. Confirmamos pronto que las presiones involucradas en doblar y cortar—que varían de 2.5 a 100 megapascales—eran suficientes para crear trazas conductoras. También confirmamos que el manejo normal del papel no creaba accidentalmente caminos conductores. Hicimos varios cambios al método original para crear el papel impregnado. Por ejemplo, en lugar de sumergir el papel en una mezcla de isopropanol y metal líquido, usamos un aerógrafo para rociar la mezcla sobre el papel. Esto nos permitió variar cuánto se depositaba en el papel y usar plantillas de cartón para enmascarar algunas áreas de ser impregnadas, permitiendo doblar y cortar en esas regiones sin crear trazas conductoras no deseadas. También experimentamos con las proporciones de isopropanol y metal líquido. Después de optimizar las proporciones de mezcla y la cantidad aplicada mediante aerógrafo, nos quedamos con un material que conduce de manera confiable con una resistencia de 23.18 ohmios por centímetro para los bordes cortados y 4.4 Ω/cm para los bordes doblados. Los bordes doblados retienen su conductividad incluso si luego se aplanan, y la conductividad es la misma en ambos lados del papel. Estimamos que el costo combinado del papel y el metal líquido (disponible en muchos vendedores en línea) es de aproximadamente 1.80 USD para hacer un trozo de 10 por 10 cm. El siguiente paso fue unir componentes electrónicos a las trazas. Para hacer las conexiones más flexibles, cortamos los cables rígidos de los LEDs y unimos hilo conductor a los extremos. Luego mantuvimos los hilos en su lugar usando cinta de enmascarar. De manera similar, conectamos hilo conductor a los terminales de una fuente de alimentación. Como nuestro objetivo era usar este material con fines educativos, ahora necesitábamos facilitar que un principiante—ya sea en manualidades de papel o en electrónica—pudiera probarlo. Creamos un kit de herramientas, llamado LiqMetCraft. Este consiste en todos los materiales requeridos, además de una herramienta de software basada en el navegador que permite al usuario seleccionar o crear diseños y luego proporciona orientación sobre la construcción física. Creamos tres versiones de LiqMetCraft. La primera se basa en la manualidad china en la que un trozo de papel se pliega en un segmento en forma de abanico y luego se corta para crear un diseño radialmente simétrico. Proporcionamos círculos de papel con una región impregnada en forma de dona, con una región no tratada que creaba una apertura en la dona. Conectamos terminales positivos y negativos a cada lado de la apertura. El usuario podía especificar en el software cuántas veces deseaba doblar el disco y luego dibujar cortes potenciales, recibiendo retroalimentación inmediata sobre cómo se vería el disco desplegado, así como orientación sobre cómo colocar los LEDs. Para hacer nuestra muestra de papel, se mezclan isopropanol y metal líquido en proporciones específicas mientras se enfrían con un baño de hielo. Se utilizan ondas sónicas para asegurar que el metal líquido se descomponga en gotas microscópicas. La mezcla se aplica luego con un aerógrafo, mientras que plantillas evitan que algunas áreas se cubran para diferentes plantillas de manualidad. La segunda versión de LiqMetCraft se basó en origami. Proporcionamos piezas rectangulares de papel con dos regiones conductoras separadas por un borde en el medio. La herramienta del software ofreció plantillas para 12 diseños de origami, con instrucciones paso a paso para doblarlos. Una vez que se completó el proyecto, el usuario podía añadir componentes, como un motor, pegándolos a los pliegues. La versión final soportó la creación de modelos de papel en 3D. En este caso, el papel inicial proporcionado era un rectángulo con un área central rectangular no tratada. Cortando este papel por la mitad y luego cortando las mitades en patrones separados por un espaciador, el usuario podía hacer varios modelos autoportantes. El software permitía al usuario dibujar un patrón en la pantalla, y luego una máquina cortadora producía una plantilla para cortar el papel impregnado. Tuvimos 42 participantes, divididos equitativamente en tres grupos, que probaron las diferentes versiones. Todos encontraron fácil de usar, y nos sorprendió gratamente que algunos participantes fueran más allá de los diseños proporcionados para crear los suyos propios. Para obtener todos los detalles del proceso actual, consulta nuestro artículo de investigación de acceso abierto de LiqMetCraft publicado en CHI ‘26: Actas de la Conferencia CHI 2026 sobre Factores Humanos en los Sistemas de Computación. En el futuro, planeamos probar diferentes sustratos para la solución de impregnación, así como explorar más tipos de manualidades de papel, como libros pop-up. También estamos interesados en desarrollar formas de usar el material para soportar entradas así como salidas construyendo interruptores y potenciómetros directamente del material. ¡Imagina creaciones tradicionales de papel convirtiéndose en dispositivos interactivos!