Un nuevo camino hacia la electrónica estable, asequible y flexible

Imagine un teléfono inteligente plegable o una tableta plegable que sea potente, confiable y, lo más importante, económica.

Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Wake Forest y publicado hoy en la revista Comunicaciones de la naturaleza condujo al desarrollo de un método para localizar y eliminar fuentes de inestabilidad en los materiales y dispositivos utilizados para crear tales aplicaciones.

“En este documento, presentamos una estrategia que proporciona una herramienta confiable para identificar con mucha precisión las rutas ambientales y operativas para la degradación del dispositivo, y luego eliminar las principales fuentes de inestabilidad para obtener dispositivos estables”, dijo el autor principal Hamna Iqbal. Estudiante de doctorado quien trabajó en estrecha colaboración con el profesor de física Oana Jurchescu.

La estabilidad del dispositivo sigue siendo uno de los mayores desafíos en la electrónica orgánica flexible al tiempo que conserva invenciones que pueden cambiar la vida: vendas inteligentes para monitorear la curación de un brazo herido, células solares transparentes flexibles o tabletas inteligentes que se pueden enrollar convenientemente en un bolígrafo, ambos caro y a menudo estancado en la etapa de prototipo.

Jurchescu, que estudia la ciencia detrás de la electrónica flexible, dijo que los descubrimientos podrían aumentar el alcance y la efectividad de muchas aplicaciones del mundo real que podrían contribuir al avance del Internet de las cosas.

“Puede colocar estos dispositivos en casi cualquier cosa, plástico para pantallas móviles, aplicaciones biomédicas conformes y tela para dispositivos electrónicos portátiles”, dijo. “Dado que ahora podemos fabricarlos a un costo menor, podemos pensar en dispositivos electrónicos y oportunidades en las que no habíamos pensado antes que mejorarán nuestra calidad de vida y abordarán desafíos importantes como la sostenibilidad y el medio ambiente”.

Por ejemplo, el laboratorio de Jurchescu colaboró ​​con la Escuela de Medicina de Wake Forest en el diseño equipo similar a los tejidos humanos que pueden detectar niveles de radiación durante la terapia del cáncer.

Archivo Comunicaciones de la naturaleza un artículo que explica los resultados de la nueva investigación “Supresión de la degradación de las tensiones de polarización en transistores orgánicos de alto rendimiento procesados ​​por aire”, probado transistores de efecto de campo orgánicoque son las unidades básicas de pantallas y circuitos integrados. Iqbal ha utilizado transistores de diversas composiciones y configuraciones para recrear tecnologías de visualización impulsadas por voltaje, como las que se encuentran en teléfonos inteligentes y tabletas. Por lo general, estas tecnologías se deterioran con el tiempo cuando se aplica voltaje durante el funcionamiento continuo.

Sin embargo, al usar la ruta, los científicos de Wake Forest diseñaron los transistores para que permanecieran estables, los dispositivos se mantuvieron consistentemente estables y la variación de voltaje de umbral se mantuvo en solo 0,1 voltios.

Este descubrimiento podría ayudar a muchas aplicaciones electrónicas flexibles a pasar del prototipo a la realidad, dijo Jurchescu.

“Respondimos a una pregunta importante que, además de aumentar nuestro atractivo tecnológico, también nos ayudó a comprender la física de los dispositivos orgánicos”, dijo. “Nuestra ciencia permite a otros desarrollar productos mejores y más confiables”.