En lo que respecta a la eficiencia, a veces es útil acudir a la Madre Naturaleza en busca de asesoramiento, incluso en tecnología tan avanzada como la electrónica flexible e imprimible.
Investigadores de la Universidad de Illinois han desarrollado plantillas dinámicas bioinspiradas que se utilizan para fabricar materiales semiconductores orgánicos que producen productos electrónicos imprimibles. Utiliza un proceso similar a la biomineralización, la forma en que se forman los huesos y los dientes. Esta técnica también es ecológicaen comparación con la forma en que se fabrican los componentes electrónicos convencionales, lo que brinda a los investigadores la oportunidad de devolver el favor a la naturaleza
La plantilla se usa para hacer semiconductores casi perfectos para mejorar sus propiedades electrónicas, o para modular el espacio entre átomos para obtener mejores propiedades electrónicas. Estas plantillas ayudan a alinear adecuadamente los átomos de materiales semiconductores, típicamente silicio o germanio, en la forma quees necesario
Sin embargo, esta metodología convencional solo funciona bien para dispositivos nanoelectrónicos rígidos. Las moléculas de polímero orgánico más grandes y desordenadas que se necesitan para fabricar componentes electrónicos flexibles no pueden organizarse alrededor de una plantilla fija.
en un nuevo informe en el diario Comunicaciones de la naturaleza , el profesor Ying Diao, el estudiante graduado Erfan Mohammadi y los coautores describen cómo funciona la técnica similar a la biomineralización.
En la naturaleza, algunos organismos biológicos construyen estructuras mineralizadas recolectando o reclutando iones inorgánicos utilizando polímeros biológicos flexibles. Del mismo modo, las plantillas desarrolladas por el grupo de Diao están formadas por iones que se reconfiguran alrededor de la estructura atómica de los polímeros semiconductores. De esta manera, elLas moléculas de polímero grandes pueden formar estructuras templadas altamente ordenadas, dijo Diao.
Esta estructura altamente ordenada supera los problemas de control de calidad que han afectado a los semiconductores orgánicos, lo que ralentiza el desarrollo de dispositivos flexibles.
"Nuestras plantillas nos permiten controlar el ensamblaje de estos polímeros alentándolos a organizarse a nivel molecular. A diferencia de la impresión de periódicos, donde el orden de las moléculas de tinta no importa, es crítico en electrónica", dijo Diao.
El proceso de fabricación que puede usar estas plantillas dinámicas también es ecológico. A diferencia de los métodos convencionales de fabricación de semiconductores, que requieren temperaturas de aproximadamente 3,000 grados Fahrenheit y producen una cantidad significativa de desechos orgánicos, este proceso produce poco desperdicio y se puede hacer atemperatura ambiente, reduciendo los costos de energía, dijo Diao.
"Nuestra investigación busca soluciones en la naturaleza", dijo Diao. "En la naturaleza, los polímeros se utilizan para moldear iones, e hicimos lo contrario: utilizamos iones para moldear polímeros para producir productos electrónicos flexibles, livianos y biointegrados a bajo costoy a gran escala "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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