Quando se trata de eficiência, às vezes ajuda pedir conselhos à Mãe Natureza - mesmo em tecnologia tão avançada quanto imprimível, eletrônica flexível.

Pesquisadores da Universidade de Illinois desenvolveram modelos dinâmicos bioinspirados usados ​​para fabricar materiais semicondutores orgânicos que produzem eletrônicos imprimíveis. Ele usa um processo semelhante à biomineralização - a forma como os ossos e os dentes se formam. Esta técnica também é ecologicamente correta em comparação com a forma como a eletrônica convencional é feita, o que dá aos pesquisadores a chance de retribuir o favor à natureza.

Templating é usado para fazer semicondutores quase perfeitos para melhorar suas propriedades eletrônicas, ou para modular o espaçamento entre os átomos para melhores propriedades eletrônicas. Esses modelos ajudam a alinhar adequadamente os átomos de materiais semicondutores, tipicamente silício ou germânio, na forma que é necessária.

Contudo, esta metodologia convencional só funciona bem para dispositivos nanoeletrônicos rígidos. O maior, moléculas de polímero orgânico mais desordenadas necessárias para fazer eletrônicos flexíveis não podem ser organizadas em torno de um modelo fixo.

Em um novo relatório no jornal Nature Communications , professor Ying Diao, o estudante de graduação Erfan Mohammadi e os co-autores descrevem como funciona a técnica semelhante à biomineralização.

Na natureza, alguns organismos biológicos constroem estruturas mineralizadas pela coleta ou recrutamento de íons inorgânicos usando polímeros biológicos flexíveis. De forma similar, os modelos desenvolvidos pelo grupo de Diao são compostos por íons que se reconfiguram em torno da estrutura atômica dos polímeros semicondutores. Por aqui, as grandes moléculas de polímero podem se formar altamente ordenadas, estrutura modelada, Disse Diao.

Esta estrutura altamente ordenada supera os problemas de controle de qualidade que atormentam os semicondutores orgânicos, retardando o desenvolvimento de dispositivos flexíveis.

"Nossos modelos nos permitem controlar a montagem desses polímeros, incentivando-os a se organizarem em nível molecular. Ao contrário da impressão de jornais, onde a ordem das moléculas de tinta não importa, é fundamental em eletrônica, "Disse Diao.

O processo de fabricação que pode usar esses modelos dinâmicos também é ecologicamente correto. Ao contrário dos métodos convencionais de fabricação de semicondutores, que requerem temperaturas de cerca de 3, 000 graus Fahrenheit e produzem uma quantidade significativa de lixo orgânico, este processo produz poucos resíduos e pode ser feito à temperatura ambiente, cortando custos de energia, Disse Diao.

"Nossa pesquisa busca soluções na natureza, "Diao disse." Na natureza, polímeros são usados ​​para moldar íons, e fizemos o oposto - usamos íons para moldar polímeros para produzir leve, eletrônica biointegrada a baixo custo e em larga escala. "