Técnica para fabricar filmes orgânicos promete uma nova eletrônica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/11/2019

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.

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.

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