O novo material plástico orgânico permite que os eletrônicos funcionem em temperaturas extremas sem sacrificar o desempenho
p Um novo plástico orgânico permite que os eletrônicos funcionem em temperaturas extremas sem sacrificar o desempenho. Crédito:Purdue University / John Underwood
p De iPhones na Terra a rovers em Marte, a maioria dos aparelhos eletrônicos funciona apenas dentro de uma determinada faixa de temperatura. Ao misturar dois materiais orgânicos, pesquisadores da Purdue University poderiam criar eletrônicos que resistem ao calor extremo. p Este novo material plástico pode conduzir eletricidade de forma confiável em até 220 graus Celsius (428 F), de acordo com um artigo publicado quinta-feira na revista
Ciência .
p "A eletrônica comercial opera entre 40 e 85 graus Celsius negativos. Além dessa faixa, eles vão funcionar mal, "disse Jianguo Mei, professor de química orgânica na Purdue University. "Criamos um material que pode operar em altas temperaturas misturando dois polímeros."
p Um deles é um semicondutor, que pode conduzir eletricidade, e o outro é um polímero isolante convencional, que é o que você pode imaginar quando pensa em plástico comum. Para fazer essa tecnologia funcionar para eletrônicos, os pesquisadores não podiam simplesmente fundir os dois - eles tinham que mexer nas proporções.
p “Um dos plásticos transporta a carga, e o outro pode suportar altas temperaturas, "disse Aristide Gumyusenge, autor principal do artigo e pesquisador de pós-graduação em Purdue. "Quando você os mistura, você tem que encontrar a proporção certa para que eles se fundam bem e um não domine o outro. "
p Professor Brett Savoie, pesquisador graduado Aristide Gumyusenge, e Professor Jianguo Mei Crédito:Purdue University / John Underwood
p Os pesquisadores descobriram algumas propriedades essenciais para fazer esse trabalho. Os dois materiais precisam ser compatíveis para a mistura e cada um deve estar presente aproximadamente na mesma proporção. Isso resulta em um rede interpenetrante que permite que a carga elétrica flua uniformemente enquanto mantém sua forma em temperaturas extremas.
p O mais impressionante sobre este novo material não é sua capacidade de conduzir eletricidade em temperaturas extremas, mas que seu desempenho não parece mudar. Usualmente, o desempenho dos eletrônicos depende da temperatura - pense em quão rápido seu laptop funcionaria em seu escritório climatizado em comparação com o deserto do Arizona. O desempenho dessa nova mistura de polímero permanece estável em uma ampla faixa de temperatura.
p Eletrônicos de temperatura extrema podem ser úteis para cientistas na Antártica ou viajantes que vagam pelo Saara, mas também são essenciais para o funcionamento de carros e aviões em todos os lugares. Em um veículo em movimento, o escapamento é tão quente que os sensores não podem estar muito próximos e o consumo de combustível deve ser monitorado remotamente. Se os sensores pudessem ser conectados diretamente ao escapamento, os operadores obteriam uma leitura mais precisa. Isso é especialmente importante para aeronaves, que têm centenas de milhares de sensores.
p "Muitas aplicações são limitadas pelo fato de que esses plásticos se quebram em altas temperaturas, e esta pode ser uma maneira de mudar isso, "disse Brett Savoie, professor de engenharia química em Purdue. "Células solares, todos os transistores e sensores precisam tolerar grandes mudanças de temperatura em muitas aplicações, portanto, lidar com problemas de estabilidade em altas temperaturas é realmente crítico para eletrônicos baseados em polímeros. "
p Os pesquisadores conduzirão mais experimentos para descobrir quais são os verdadeiros limites de temperatura (altos e baixos) para seu novo material. Fazer com que os eletrônicos orgânicos funcionem no frio congelante é ainda mais difícil do que fazê-los funcionar em calor extremo, Mei disse.