p Um método melhorado para prever a temperatura quando os plásticos mudam de flexíveis para quebradiços, o que poderia potencialmente acelerar o desenvolvimento futuro de eletrônicos flexíveis, foi desenvolvido por pesquisadores da Penn State College of Engineering. p Eletrônica flexível de última geração, como telas dobráveis ​​e implantes médicos, contará com materiais semicondutores que são mecanicamente flexíveis. Previsões precisas da temperatura quando ocorre a fragilização, conhecida como temperatura de transição vítrea, é crucial para projetar polímeros condutores que permanecem flexíveis em temperatura ambiente.

p "Trabalhos anteriores para prever a transição vítrea de polímeros confiados em complexo, modelos multiparâmetros, mas, no entanto, levaram a uma baixa precisão, "disse Enrique Gomez, professor de engenharia química e pesquisador principal. "Além disso, medições experimentais precisas da transição vítrea de polímeros conjugados são desafiadoras. "

p Todos os polímeros se tornam frágeis quando resfriados. Contudo, alguns polímeros, como o poliestireno usado em copos de isopor, tornam-se frágeis em temperaturas superiores à temperatura ambiente, enquanto outros polímeros, como o poliisopreno usado em elásticos, tornam-se frágeis em temperaturas muito mais baixas.

p Renxuan Xie, anteriormente um estudante de doutorado na Penn State e agora um pesquisador de pós-doutorado na Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, encontraram uma maneira de medir as temperaturas de transição vítrea, acompanhando as propriedades mecânicas à medida que ocorre a fragilização, estabelecendo as bases para a compreensão da relação entre a transição vítrea e a estrutura. Estudos de acompanhamento determinaram a transição vítrea para 32 polímeros diferentes medindo as propriedades mecânicas em função da temperatura.

p "Este avanço, juntamente com dados de vários polímeros em nossos estudos posteriores, revelou uma relação simples entre a estrutura química e a transição vítrea, "Gomez disse." Portanto, agora podemos prever o ponto de fragilização a partir da estrutura química. "

p De acordo com Gomez, Este trabalho, relatado em uma edição recente da Nature Communications , permite aos pesquisadores prever a temperatura de transição vítrea a partir da estrutura química dos polímeros condutores antes de serem sintetizados para uso em eletrônica. Os polímeros condutores mais usados ​​atualmente são quebradiços e inflexíveis, portanto, esse avanço poderia acelerar o desenvolvimento de eletrônicos flexíveis.

p "Embora pareça simples, somos os primeiros a usar as propriedades mecânicas de polímeros condutores para medir a temperatura de transição vítrea, "Gomez disse." Combinamos os dados de muitos polímeros diferentes para derivar uma relação simples que prevê a temperatura de transição vítrea com base na estrutura química de uma forma mais precisa do que anteriormente possível. "

p O estudo de Gomez foi financiado por um período de quatro anos, Concessão de US $ 1,75 milhão concedida em 2019 pela National Science Foundation para explorar a integração da teoria, simulações e experimentos para acelerar o desenvolvimento de eletrônicos flexíveis baseados em compostos orgânicos. As próximas etapas para esta pesquisa, Gomez disse, são testes mais extensos e exploração de aplicações práticas.

p "Agora queremos usar nosso modelo para projetar polímeros condutores para fazer eletrônicos ultraflexíveis e extensíveis, "Gomez disse." Nós também queremos empurrar nosso modelo para encontrar os limites e ver onde o modelo falha. "