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Eletrônica

Técnica para fabricar filmes orgânicos promete uma nova eletrônica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/11/2019

Técnica para fabricar filmes orgânicos promete uma nova eletrônica
O filme orgânico, quase monoatômico, é fabricado em uma escala muito maior do que a necessária para sua integração nos chips.
[Imagem: Baorui Cheng]

Eletrônica orgânica

Uma técnica simples e eficiente para fabricar filmes finos - quase em escala atômica - de materiais semicondutores orgânicos promete dar um novo impulso à miniaturização da chamada eletrônica de plástico, que está viabilizando telas flexíveis e de enrolar e aparelhos eletrônicos colados na pele ou embutidos na roupa.

Os cientistas e engenheiros sabem há muito tempo como criar camadas extremamente finas - até alguns átomos de espessura - de materiais inorgânicos. Foi assim que os telefones celulares diminuíram de tamanho e os painéis solares ocuparam seus lugares nos telhados de todo o mundo.

Mas duplicar esse processo de fabricação com materiais orgânicos - no sentido químico são materiais que contêm carbono - tem sido complicado.

"Se você puder transformar materiais em camadas atomicamente finas, poderá empilhá-las em sequências e obter novas funções, e existem ótimas razões para pensar que os filmes orgânicos podem ser realmente úteis," disse Yu Zhong, da Universidade de Chicago, nos EUA. "Mas até agora tem sido muito desafiador controlar a espessura do filme e produzi-lo em grandes quantidades".

Interface líquido-líquido

A solução para esse desafio foi inspirada na interface que surge quando dois líquidos que não se misturam são colocados juntos, como óleo e água. Em essência, a equipe usou a "linha" que se forma entre esses masteriais imiscíveis como um molde para criar um filme fino e plano perfeito.

Eles enchem um reator até a metade com o líquido A e depois adicionam o líquido B. Na linha onde os dois se encontram, um pequeno tubo é usado para injetar o restante dos ingredientes, que então formam um filme de poucos átomos de espessura, sem nenhuma manipulação adicional. Em seguida, basta evaporar ou drenar os líquidos A e B, e o filme desliza suavemente para baixo.

"Se você imaginar isso como um tecido, até o momento as pessoas só conseguiam fazer remendos - e esses são rolos gigantes de tecido," disse o professor Jiwoong Park.

De fato, o filme orgânico cresce em um movimento contínuo, sem juntas ou emendas. Além disso, ele pode ser fabricado a temperatura ambiente, um procedimento muito mais eficiente do que as temperaturas altas normalmente necessárias para fabricar filmes inorgânicos.

Técnica para fabricar filmes orgânicos promete uma nova eletrônica
Para fabricar circuitos híbridos, basta ir adicionando camada por camada de material - seja orgânico, seja inorgânico.
[Imagem: Yu Zhong et al. - 10.1126/science.aax9385]

Eletrônica orgânica-inorgânica

O método também fornece uma maneira inovadora de combinar camadas de materiais orgânicos e inorgânicos, criando circuitos híbridos.

"Os materiais inorgânicos e orgânicos têm diferentes pontos fortes e fracos que podem se complementar, mas as condições para cultivá-las são tão diferentes que tem sido um desafio fazê-los combinar," disse o pesquisador Baouri Cheng.

E isso é algo muito promissor por permitir agregar as novas funcionalidades da eletrônica orgânica à eletrônica inorgânica tradicional.

Bibliografia:

Artigo: Wafer-scale synthesis of monolayer two-dimensional porphyrin polymers for hybrid superlattices
Autores: Yu Zhong, Baorui Cheng, Chibeom Park, Ariana Ray, Sarah Brown, Fauzia Mujid, Jae-Ung Lee, Hua Zhou, Joonki Suh, Kan-Heng Lee, Andrew J. Mannix, Kibum Kang, S. J. Sibener, David A. Muller, Jiwoong Park
Revista: Science
Vol.: eaax9385
DOI: 10.1126/science.aax9385






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