Conheça os PeLEDs, LEDs que você pode dobrar, enrolar e até esticar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/11/2021

PeLEDs impressos sobre borracha.
[Imagem: Junyi Zhao et al. - 10.1002/adma.202102095]

Telas flexíveis

As telas dobráveis e de enrolar ainda estão se enrolando em problemas técnicos que as tornam pouco robustas, mas esses problemas podem estar prestes a serem superados.

Pesquisadores da Universidade de Washington desenvolveram uma tecnologia que permite fabricar LEDs usando uma impressora jato de tinta.

Isso significa que essas fontes de luz podem ser fabricadas sobre qualquer tipo de material, seja rígido, flexível ou até mesmo esticável, como uma borracha.

E a técnica serve tanto para fabricar os tradicionais LEDs semicondutores tradicionais, quanto OLEDs, ou LEDs orgânicos, já tradicionalmente com uma vocação para flexibilidade.

LEDs e OLEDs atuais

Os LEDs orgânicos atuais, feitos com pequenas moléculas à base de carbono ou materiais poliméricos, são baratos e flexíveis.

"Você pode dobrá-los ou esticá-los, mas eles têm um desempenho relativamente baixo e uma vida útil curta," explicou o professor Chuan Wang, cuja equipe vem desenvolvendo há alguns anos um material flexível de múltiplos usos em eletroeletrônica.

"Os LEDs inorgânicos, como os microLEDs, são de alto desempenho, super brilhantes e muito confiáveis, mas não são flexíveis e são muito caros. O que fizemos é um composto orgânico-inorgânico. Ele tem o melhor dos dois mundos," detalhou Wang.

Teste da precisão da impressão por jato de tinta: O texto inteiro acende.
[Imagem: Wang Lab]

LED de perovskita

O material básico para a inovação é a já conhecida perovskita, só que ligeiramente modificada. A maneira tradicional de criar uma camada monoatômica de perovskita, que é naturalmente líquida, é pingá-la em um substrato plano e giratório, um processo conhecido como espalhamento rotativo, ou revestimento por rotação (spin-coating): Conforme o substrato gira, o líquido se espalha, eventualmente cobrindo-o em uma camada fina.

Funciona, mas o prato giratório arremessa material para todos os lados, gerando um desperdício enorme.

"Como o material vem na forma líquida," disse Wang, "imaginamos que poderíamos usar uma impressora jato de tinta no lugar do revestimento giratório."

Não apenas funcionou, evitando o desperdício do delicado material, como também a fabricação dos LEDs ficou muito mais rápida, reduzindo o tempo de fabricação de cinco horas para apenas 25 minutos. O resultado é o que a equipe chama de PeLEDs, ou LEDs de perovskita, eficientes e ultrafinos.

A grande vantagem, contudo, está na possibilidade de imprimir os PeLEDs em substratos flexíveis e elásticos, como borrachas, que não ficam estáveis na deposição rotativa.

Telas flexíveis e paredes eletrônicas

Mas ainda faltava um detalhe: Para que uma tela seja flexível, imprimir LEDs rígidos em borracha não resolverá o problema se os próprios LEDs não forem flexíveis - e a perovskita em si não é flexível.

Foi o pesquisador Junyi Zhao quem resolveu o dilema: Ele incorporou os cristais inorgânicos de perovskita em uma matriz orgânica feita de ligantes de polímero. Isso tornou a perovskita e, por associação, os próprios PeLEDs, flexíveis e elásticos por natureza.

A equipe acredita que seus PeLEDs podem ser o primeiro passo em uma revolução na eletrônica: Muito além das tão esperadas telas flexíveis e de enrolar, as paredes poderão fornecer iluminação ou até mesmo exibir o jornal do dia. Os PeLEDs também poderão ser usados para fazer dispositivos vestíveis, roupas inteligentes e até dispositivos médicos que se conformam perfeitamente à pele, sugerem os pesquisadores.

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