Creato un metodo innovativo e più rispettoso dell’ambiente per concepire inchiostri conduttivi da utilizzare nell’elettronica organica come celle solari, neuroni artificiali e sensori morbidi
Gli inchiostri conduttivi a base acqua sono vitali per la produzione sostenibile e l’adozione diffusa di dispositivi elettronici organici. I metodi tradizionali per produrre polimeri conduttivi a base acquosa prevedono la modifica della loro struttura portante con catene laterali idrofile o l'utilizzo di tensioattivi per formare e stabilizzare dispersioni acquose di nanoparticelle. Tuttavia, questi approcci chimici non sono sempre fattibili e possono portare a scarse prestazioni del materiale/dispositivo.
I ricercatori della Linköping University, in Svezia, hanno sviluppato un modo nuovo e più rispettoso dell’ambiente per creare inchiostri conduttivi da utilizzare nell’elettronica organica come celle solari, neuroni artificiali e sensori morbidi. I risultati, pubblicati sulla rivista Nature Communications (1), aprono la strada alla futura tecnologia sostenibile.
L'elettronica organica è in aumento come complemento e, in alcuni casi, in sostituzione dell'elettronica tradizionale basata sul silicio. Grazie alla produzione semplice, all'elevata flessibilità e al peso ridotto combinati con le proprietà elettriche tipicamente associate ai semiconduttori tradizionali, può essere utile per applicazioni quali display digitali, stoccaggio di energia, celle solari, sensori e impianti morbidi.
L'elettronica organica è costruita con plastiche semiconduttrici, note come polimeri coniugati. Tuttavia, la lavorazione dei polimeri coniugati richiede spesso solventi pericolosi per l'ambiente, tossici e infiammabili. Questo è un grosso ostacolo all’ampio uso commerciale e sostenibile dell’elettronica organica.
Ora, i ricercatori della Linköping University hanno sviluppato un nuovo metodo sostenibile per elaborare questi polimeri dall’acqua. Oltre ad essere più sostenibili, i nuovi inchiostri sono anche altamente conduttivi.
Il dottor Simone Fabiano (2), professore associato senior presso il Laboratorio di elettronica organica, spiega: «La nostra ricerca introduce un nuovo approccio alla lavorazione dei polimeri coniugati utilizzando solventi benigni come l’acqua. Con questo metodo, chiamato trasferimento di elettroni allo stato fondamentale, non solo eliminiamo il problema dell’uso di sostanze chimiche pericolose, ma possiamo anche dimostrare miglioramenti nelle proprietà dei materiali e nelle prestazioni dei dispositivi».
Quando i ricercatori hanno testato il nuovo inchiostro conduttivo come strato di trasporto nelle celle solari organiche, hanno scoperto che sia la stabilità che l’efficienza erano superiori rispetto ai materiali tradizionali. Hanno anche testato l’inchiostro per creare transistor elettrochimici e neuroni artificiali, dimostrando frequenze operative simili ai neuroni biologici.
«Credo che questi risultati possano avere un impatto trasformativo nel campo dell’elettronica organica. Consentendo la lavorazione di semiconduttori organici da solventi ecologici e sostenibili come l’acqua, possiamo produrre in serie dispositivi elettronici con un impatto minimo sull’ambiente», afferma il professor Simone Fabiano, membro dell’Accademia di Wallenberg.
Riferimenti:
(2) Simone Fabiano
Descrizione foto: Nuovo approccio alla lavorazione dei polimeri coniugati utilizzando solventi benigni come l'acqua. I nuovi inchiostri sono anche altamente conduttivi. - Credit: Thor Balkhed.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: New sustainable method for creating organic semiconductors