Resolvido problema da emissão de luz em compósitos orgânicos

Stuart Miller - 31/10/2007

Componentes orgânicos - que possuem carbono em sua formulação - são tidos como altamente promissores e capazes de revolucionar várias áreas da eletrônica e da fotônica, com destaque para as áreas de iluminação e células solares.

Componentes eletrônicos e fotônicos orgânicos

Espera-se que esses novos materiais não apenas tenham um menor custo inicial, mas que também sejam mais baratos de se operar, consumindo menos energia, e sendo mais ambientalmente corretos quando tiverem que ser descartados. Isso depois que forem vencidos os desafios tecnológicos que ainda restringem sua eficiência e sua durabilidade.

Uma das principais soluções vislumbradas para aumentar a vida útil dos componentes eletrônicos e fotônicos orgânicos é a incorporação de nanotubos de carbono nos polímeros, formando um compósito. Esses compósitos híbridos "inorgânico-sobre-orgânico" acrescentam várias novas dimensões e funcionalidades aos filmes orgânicos tradicionais.

Eficiência na emissão de luz

Entretanto, a adição de nanotubos de carbono normalmente tem um custo. Por exemplo, em materiais emissores de luz, como um LED, a presença dos nanotubos de carbono reduz a emissão de luz do compósito, devido ao anulamento das portadoras de carga nos nanotubos, que são geralmente metálicos por natureza nos nanotubos de paredes múltiplas. Esse efeito de supressão das cargas reduz a eficiência da emissão dos componentes.

Agora, pesquisadores da Universidade de Surrey, na Inglaterra, em colaboração com colegas chineses e norte-americanos, demonstraram que esse efeito de supressão das cargas não é um problema sem solução. Na verdade, eles demonstraram um incremento de 100 vezes na emissão de luz de uma amostra de nylon incorporando nanotubos de carbono de paredes múltiplas.

Novo mecanismo de transferência de energia

Esse incremento na emissão de luz somente ocorreu quando eles trataram os nanotubos em ambiente ácido antes de sua incorporação ao polímero. Eles propõem que esse aumento na luminosidade se deve a um novo mecanismo de transferência de energia da superfície do nanotubo de parede múltipla danificada pelo ácido para os locais de emissão de luz no polímero.

Além do aumento na emissão de luz, a pesquisa também demonstra que os nanotubos de parede múltipla produziram um aumento na estabilidade do polímero, tornando-o mais resistente à degradação induzida pela luz.

Dispositivos optoeletrônicos

O Dr. Simon Henley, um dos pesquisadores, comentou: "Esses resultados mostram que os nanotubos de carbono têm um enorme potencial como um material versátil para os dispositivos optoeletrônicos do futuro, e abrem a possibilidade de utilização dos nanotubos de carbono de parede múltipla para capturar a energia solar em células solares orgânicas, além de aumentar a estabilidade do componente."

"O simples fato de que agora nós temos um compósito híbrido orgânico-nanotubo previsível, com propriedades melhoradas, deverá abrir as portas para muitas novas aplicações. O melhoramento nas propriedades de luminescência anuncia uma nova geração de dispositivos orgânicos que poderão potencialmente alcançar viabilidade comercial para produção em larga escala," afirma Ravi Silva, outro pesquisador do grupo.

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