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Etiquetas RFID con nanotubos de carbono

Las etiquetas RFID (Radio Frequency IDentification) han alcanzado una popularidad extraordinaria alrededor de todo el mundo en aplicaciones que van desde tiendas de indumentaria hasta el cobro de peaje en autopistas viales. Todos los artículos, en un futuro próximo, vendrán con un identificador RFID. La novedad en esta oportunidad viene de la mano de investigadores de la Universidad Rice, en conjunto con personal de la Universidad Nacional de Corea, y se trata de la obtención de etiquetas que se pueden imprimir con máquinas convencionales de chorro de tinta. Esta tinta especial está basada en nanotubos de carbono y, así como ya se imprimen los transistores de película delgada y las pantallas OLED, está llegando el turno de las etiquetas RFID.

Para aquellos que no conozcan el tema, las etiquetas RFID son dispositivos destinados a la identificación de productos, como los clásicos y habituales “códigos de barras” pero con prestaciones muy superiores. Además, son dispositivos electrónicos resonantes, es decir, poseen la capacidad de “resonar”, como lo hace una cuerda de una guitarra, un diapasón o una antena. En su versión más elemental, están compuestos por una bobina y un capacitor conectados en paralelo que actúan como un circuito acoplado cuando se aproximan a una fuente de energía que funcione en su frecuencia de resonancia. Esto sería: cuando estas etiquetas son expuestas a frecuencias específicas de radio (que se relacionan con sus propiedades funcionales), pueden llegar a generar tensiones inducidas de varios volts y, de este modo, alimentar circuitos que se encuentren en su interior.

Cuando no poseen otra cosa que una bobina en paralelo con un capacitor, se los conoce como “tags pasivos” y su funcionamiento se basa en la interacción con la antena emisora de la radiofrecuencia “resonante”. Cuando incorporan un circuito electrónico, se los conoce como “transponders”: reciben una interrogación desde un sistema principal, la bobina que oficia de antena resonante absorbe esta energía en su máximo potencial (por resonar a la misma frecuencia) y la utiliza para alimentar los circuitos incorporados en el transponder (o transpondedor). La información almacenada en el circuito interno de la etiqueta se transmite al sistema principal y de este modo se obtienen todas las propiedades del artículo. Estos datos estarán almacenados en la memoria interna del circuito incrustado en la etiqueta y se refieren al artículo que la lleva adherida: stock, precio, vencimiento, marca, peso e infinidad de datos, tantos como sean posibles de almacenar.

Etiquetas RFID con nanotubos de carbono

Las etiquetas con transponders pueden intercambiar información con el lector principal

El proyecto al que se hace referencia en este artículo podría ser capaz de resonar a una frecuencia de 13,56Mhz y sería impreso en láminas plásticas, por etapas que incluyan, por ejemplo, la antena (en forma de bobinado) y el diodo rectificador, capaz de transformar la energía recibida en forma de corriente alterna en una tensión continua útil para su funcionamiento. Este proceso de conversión es necesario para el apropiado funcionamiento del transponder. Luego, se imprimen los capacitores, los transistores y el resto de los componentes que forman la etiqueta, una capa tras la otra. El resultado sería una etiqueta con las propiedades necesarias para transmitir una información de hasta 96 bits a un régimen de clock de 100 Hertz, gracias a este novedoso método experimental de etiquetas impresas en plástico bajo la modalidad R2R (Roll to Roll) a un costo ultra bajo. Por ahora los resultados efectivos han sido sencillas etiquetas de 1bit a 13,56Mhz que pueden generar una señal de clock de 102,8Mhz al acercarlas a un lector RFID.

El informe técnico, publicado en la edición de marzo de la revista digital IEEE Transactions on Electron Devices, habla de la utilización de una infusión de nanotubos de carbono en impresoras de chorro de tinta, según un desarrollo de James Tour en los laboratorios de la Universidad Rice, en colaboración con un equipo liderado por Gyou-jin Cho de la Universidad Nacional de Corea. La tinta empleada es utilizada para la construcción de transistores con tecnología Thin-Film (película delgada) y para la construcción del resto de los elementos que componen la etiqueta, que puede ser impresa tanto en papel como en plástico. Se estima que al momento de su utilización masiva, el costo de cada impresión (de cada etiqueta) no será superior a 1 centavo de dólar.

Electrónica

El desarrollo de este tipo de impresión simplificará notablemente el proceso de construcción de las etiquetas RFID

Desde la Universidad de Rice, James Tour impulsa la utilización de su novedosa tinta con nanotubos de carbono, mientras que Cho trabaja en el desarrollo de las etiquetas utilizando la tecnología de rollos (R2R). En el artículo mencionado, Tour y Cho presentan un método de tres pasos muy sencillos para imprimir una etiqueta de 1 bit que incluye la antena, los electrodos y las capas dieléctricas. Cho, por su parte, también está trabajando en etiquetas de 16 bits que permitirán una mayor cantidad de información práctica dentro de la etiqueta y que además tendrán la posibilidad de ser muy sencillas de imprimir en papel convencional (no especial). Es decir, un grupo provee las materias primas y el otro se asocia en el desarrollo del proyecto.
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5406115
Las etiquetas RFID impresas no sólo revolucionarán el mercado por su costo tan irrisorio, como el del popular código de barras, sino que su practicidad y versatilidad serán factores claves en el desarrollo de esta tecnología. Por el hecho de ser elementos pasivos (no requieren de pilas ni baterías, lo que los convierte en funcionales de por vida) y por responder con información cuantitativa y cualitativa al ser sometidos a un campo de radiofrecuencias específicas, serán sin dudas los elementos controladores de todo tipo de mercaderías en el mundo.
Apenas puedan superarse pequeños obstáculos, como el alcance en metros de la detección de cada etiqueta y el precio final de esta nueva tecnología, podremos asistir a las grandes tiendas, colocar en el carro de compras los artículos, los precios se irán sumando de manera automática, el stock de la tienda será informado al momento y, al llegar a la caja, el ticket será emitido de manera automática, agilizando los procedimientos de cobro que en la actualidad suelen generar largas y tediosas colas.

Cuando fue consultado sobre ciertas preocupaciones acerca del destino de los nanotubos en los envases descartados a la basura, Tour expresó: "La cantidad en peso de nanotubos que exige una etiqueta de RFID es probablemente menos de un picogramo. Eso significa que se pueden producir un billón de etiquetas y se habrá utilizado sólo un gramo de nanotubos (una cantidad minúscula). Nuestro reactor HiPco produce un gramo de nanotubos en el término de una hora, y eso sería suficiente como para etiquetar todos los productos de cada Wal-Mart del país. De hecho, existen más nanotubos de forma natural en el medio ambiente, por lo que ni siquiera es apropiado decir que el riesgo es mínimo. Directamente es infinitesimal".

Fuente: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5406115

1 comentario - Etiquetas RFID con nanotubos de carbono

tiznao
Tenes idea de algun soft para el control de las lecturas de las tarjetas