TV tan delgada como una hoja de papel gracias a la electrónica impresa

Imagínese que posee un televisor con el grosor y el peso de una hoja de papel. Será posible, algún día, gracias a la creciente industria de la electrónica impresa. El proceso, que permite a los fabricantes imprimir, literalmente sobre superficies de materiales para producir un dispositivo electrónico funcional, ya se utiliza en las células solares orgánicas y  diodos orgánicos emisores de luz  (OLED), que forman las pantallas de los modernos teléfonos móviles celulares.

A pesar de que esta nueva tecnología se espera que crezca por decenas de miles de millones de dólares en los próximos 10 años, uno de los desafíos es la fabricación a bajo costo en condiciones ambientales. Con el fin de crear la luz o energía mediante la inyección o recolección de electrones, la electrónica impresa requiere conductores, generalmente calcio, magnesio o litio, con una baja función de trabajo. Estos metales son químicamente muy reactivo. Se oxidan y dejan de funcionar si se exponen al oxígeno y la humedad. Esta es la razón por la que  la electrónica en células solares y televisores, por ejemplo, debe ser cubierta con una barrera rígida, gruesa, como vidrio o caras capas de encapsulación.

Sin embargo, en los nuevos hallazgos publicados en la revista Science, investigadores de Georgia Tech han introducido lo que parece ser una técnica universal para reducir la función de trabajo de un conductor. Se extendió una capa muy delgada de un polímero, aproximadamente de unos 10 nanómetros de espesor, sobre la superficie del conductor para crear una superficie sólida dipolar. La interacción vuelve estables al aire a los conductores en electrodos eficientes, con una baja función de trabajo.

Los polímeros disponibles comercialmente pueden ser procesado fácilmente a partir de soluciones diluidas en disolventes tales como agua y metoxietanol.

“Estos polímeros son de bajo costo, ambientalmente amigables y compatibles con las técnicas existentes para producción en masa rollo a rollo”, dijo Bernard Kippelen, director del Centro de Tecnología de Georgia para la Fotónica y Electrónica Orgánica (COPE). “La sustitución de los metales reactivos con los conductores estables, incluyendo polímeros conductores, cambia por completo los requisitos de cómo se fabrican productos electrónicos protegidos. Su uso puede allanar el camino para un menor coste y dispositivos  más  flexibles.”

Para ilustrar el nuevo método, Kippelen y sus colegas evaluaron el desempeño de los polímeros orgánicos, en los transistores de película delgada y OLED. También han construido un prototipo: por primera vez, células solares completamente plásticas.

“El modificador de polímero reduce la función de trabajo en una amplia gama de conductores, incluyendo plata, oro y aluminio”, señaló Seth Marder, director asociado de COPE y profesor en School of Chemistry and Biochemistry. “El proceso también es eficaz en  metal-óxidos transparentes y grafeno”.