Uma nova técnica de fabricação de plásticos condutores de eletricidade, pode ser um caminho promissor para reduzir o custo de fabricação de painéis solares e para viabilizar a fabricação de inúmeros outros gadgets mais cômodos de se usar.
Plásticos condutores
Os plásticos translúcidos, maleáveis e capazes de conduzir eletricidade como se fossem metais representam uma alternativa de baixo custo ao óxido de índio-estanho, o caríssimo material utilizado atualmente nos painéis solares.
"Os polímeros condutores [plásticos] estão por aí há bastante tempo, mas processá-los para fabricar alguma coisa útil degrada sua capacidade de conduzir eletricidade," afirma Yueh-Lin Loo, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos. "Nós descobrimos como evitar esse inconveniente. Nós podemos moldar o plástico em formas úteis, mantendo sua alta condutividade."
Perda de condutividade
A área da eletrônica orgânica é promissora tanto para a produção de novos tipos de dispositivos eletrônicos quanto para o desenvolvimento de novas formas de produção das tecnologias existentes.
Mas ela tem sido prejudicada pela "misteriosa" perda de condutividade que ocorre quando esses plásticos à base de carbono - daí o termo "orgânico" - são moldados.
Agora, o grupo internacional de pesquisadores descobriu que dar flexibilidade aos plásticos condutores tem um efeito oposto sobre sua estrutura atômica, aprisionando-a em blocos rígidos que impedem que a corrente elétrica flua.
Transístor de plástico
Assim que desvendaram a origem do problema, Loo e seus colegas desenvolveram uma maneira de relaxar a estrutura do plástico tratando-o com um ácido depois que o material já foi moldado na forma desejada.
Usando esta técnica, eles construíram um transistor de plástico, o componente fundamental da eletrônica, usado para amplificar os sinais eletrônicos e para funcionar como uma chave liga-desliga para a corrente elétrica.
Os eletrodos do transístor foram depositados sobre a superfície de silício por uma técnica de impressão, de forma similar à que uma impressora jato-de-tinta utiliza para depositar a tinta sobre o papel - com a diferença de que a "tinta" usada era o polímero condutor de eletricidade.
Atualmente, a eletricidade gerada pelas células solares plásticas, ou orgânicas, é coletada por um fio metálico transparente, feito com óxido de índio-estanho. O condutor deve ser transparente para que a luz solar possa passar através dele e atingir os materiais que realmente absorvem os fótons.
Circuitos eletrônicos impressos
"Ser capaz de essencialmente pintar circuitos eletrônicos é algo muito significativo. Você poderia distribuir os plásticos condutores em cartuchos, como se vende hoje tinta da impressora, e você não precisa de máquinas exóticas para imprimir os padrões," disse Loo, ressaltando que isso torna a fabricação em série de circuitos eletrônicos tão rápido e barato quanto imprimir um jornal.
Isso permitiria, por exemplo, uma dupla redução no custo das células solares - tanto pela sua fabricação em rolos, em alta velocidade, quanto pela substituição do óxido de índio-estanho por um plástico de custo muito mais baixo.
Esse óxido é um subproduto da mineração de outros metais, e vem tendo sua demanda extremamente elevada nos últimos anos porque ele é essencial para a fabricação de telas planas, seja para televisores, telefones celulares ou outros aparelhos. Isto tem praticamente contrabalançado todos os avanços técnicos na fabricação de células solares, impedindo que seus preços caiam.
"O custo do óxido de índio-estanho está subindo rapidamente," disse Loo. "Para reduzir os custos das células solares orgânicas, temos de encontrar um substituto para ele. Nossos plásticos condutores deixam a luz solar passar, tornando-se uma alternativa viável."
Indicador de infecção
Os pesquisadores afirmam que os plásticos condutores também podem substituir outros metais caros usados em outros dispositivos eletrônicos, como nas tão esperadas telas flexíveis e enroláveis.
Além disso, os cientistas estão começando a explorar a utilização dos plásticos condutores na fabricação de sensores biomédicos capazes de mudar de cor se uma pessoa tiver uma infecção.
Por exemplo, esses plásticos passam de amarelo para verde quando expostos ao óxido nítrico, um composto químico produzido nas infecções de ouvido que ocorrem tão frequentemente em crianças.
Bibliografia:
Directly patternable, highly conducting polymers for broad applications in organic electronics
Joung Eun Yoo, Kwang Seok Lee, Andres Garcia, Jacob Tarver, Enrique D. Gomez, Kimberly Baldwin, Yangming Sun, Hong Meng, Thuc-Quyen Nguyen, Yueh-Lin Loo
Proceedings of the National Academy of Sciences
30 March 2010
Vol.: 107 no. 13 5712-5717
DOI: 10.1073/pnas.0913879107
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=plasticos-condutores&id=010160100405&ebol=sim
Plásticos condutores
Os plásticos translúcidos, maleáveis e capazes de conduzir eletricidade como se fossem metais representam uma alternativa de baixo custo ao óxido de índio-estanho, o caríssimo material utilizado atualmente nos painéis solares.
"Os polímeros condutores [plásticos] estão por aí há bastante tempo, mas processá-los para fabricar alguma coisa útil degrada sua capacidade de conduzir eletricidade," afirma Yueh-Lin Loo, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos. "Nós descobrimos como evitar esse inconveniente. Nós podemos moldar o plástico em formas úteis, mantendo sua alta condutividade."
Perda de condutividade
A área da eletrônica orgânica é promissora tanto para a produção de novos tipos de dispositivos eletrônicos quanto para o desenvolvimento de novas formas de produção das tecnologias existentes.
Mas ela tem sido prejudicada pela "misteriosa" perda de condutividade que ocorre quando esses plásticos à base de carbono - daí o termo "orgânico" - são moldados.
Agora, o grupo internacional de pesquisadores descobriu que dar flexibilidade aos plásticos condutores tem um efeito oposto sobre sua estrutura atômica, aprisionando-a em blocos rígidos que impedem que a corrente elétrica flua.
Transístor de plástico
Assim que desvendaram a origem do problema, Loo e seus colegas desenvolveram uma maneira de relaxar a estrutura do plástico tratando-o com um ácido depois que o material já foi moldado na forma desejada.
Usando esta técnica, eles construíram um transistor de plástico, o componente fundamental da eletrônica, usado para amplificar os sinais eletrônicos e para funcionar como uma chave liga-desliga para a corrente elétrica.
Os eletrodos do transístor foram depositados sobre a superfície de silício por uma técnica de impressão, de forma similar à que uma impressora jato-de-tinta utiliza para depositar a tinta sobre o papel - com a diferença de que a "tinta" usada era o polímero condutor de eletricidade.
Atualmente, a eletricidade gerada pelas células solares plásticas, ou orgânicas, é coletada por um fio metálico transparente, feito com óxido de índio-estanho. O condutor deve ser transparente para que a luz solar possa passar através dele e atingir os materiais que realmente absorvem os fótons.
Circuitos eletrônicos impressos
"Ser capaz de essencialmente pintar circuitos eletrônicos é algo muito significativo. Você poderia distribuir os plásticos condutores em cartuchos, como se vende hoje tinta da impressora, e você não precisa de máquinas exóticas para imprimir os padrões," disse Loo, ressaltando que isso torna a fabricação em série de circuitos eletrônicos tão rápido e barato quanto imprimir um jornal.
Isso permitiria, por exemplo, uma dupla redução no custo das células solares - tanto pela sua fabricação em rolos, em alta velocidade, quanto pela substituição do óxido de índio-estanho por um plástico de custo muito mais baixo.
Esse óxido é um subproduto da mineração de outros metais, e vem tendo sua demanda extremamente elevada nos últimos anos porque ele é essencial para a fabricação de telas planas, seja para televisores, telefones celulares ou outros aparelhos. Isto tem praticamente contrabalançado todos os avanços técnicos na fabricação de células solares, impedindo que seus preços caiam.
"O custo do óxido de índio-estanho está subindo rapidamente," disse Loo. "Para reduzir os custos das células solares orgânicas, temos de encontrar um substituto para ele. Nossos plásticos condutores deixam a luz solar passar, tornando-se uma alternativa viável."
Indicador de infecção
Os pesquisadores afirmam que os plásticos condutores também podem substituir outros metais caros usados em outros dispositivos eletrônicos, como nas tão esperadas telas flexíveis e enroláveis.
Além disso, os cientistas estão começando a explorar a utilização dos plásticos condutores na fabricação de sensores biomédicos capazes de mudar de cor se uma pessoa tiver uma infecção.
Por exemplo, esses plásticos passam de amarelo para verde quando expostos ao óxido nítrico, um composto químico produzido nas infecções de ouvido que ocorrem tão frequentemente em crianças.
Bibliografia:
Directly patternable, highly conducting polymers for broad applications in organic electronics
Joung Eun Yoo, Kwang Seok Lee, Andres Garcia, Jacob Tarver, Enrique D. Gomez, Kimberly Baldwin, Yangming Sun, Hong Meng, Thuc-Quyen Nguyen, Yueh-Lin Loo
Proceedings of the National Academy of Sciences
30 March 2010
Vol.: 107 no. 13 5712-5717
DOI: 10.1073/pnas.0913879107
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=plasticos-condutores&id=010160100405&ebol=sim
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