Pesquisadores da Universidade de Tsukuba criaram um novo dispositivo elétrico baseado em carbono, Transistores de gel de íons π (PIGTs) usando um gel iônico feito de um polímero condutor. Este trabalho pode resultar em produtos eletrônicos imprimíveis mais baratos e confiáveis.

Condutores orgânicos, que são polímeros à base de carbono que podem transportar correntes elétricas, têm o potencial de mudar radicalmente a maneira como os dispositivos eletrônicos são fabricados. Esses condutores têm propriedades que podem ser ajustadas por meio de modificação química e podem ser facilmente impressos como circuitos. Comparado com os atuais painéis solares de silício e transistores, os sistemas baseados em condutores orgânicos podem ser flexíveis e mais fáceis de instalar. Contudo, sua condutividade elétrica pode ser drasticamente reduzida se as cadeias de polímero conjugadas se tornarem desordenadas devido ao processamento incorreto, o que limita muito sua capacidade de competir com as tecnologias existentes.

Agora, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Tsukuba formulou um novo método para preservar as propriedades elétricas de condutores orgânicos, formando um "gel iônico". Nesse caso, o solvente em torno das cadeias de poli (para-fenilenodentileno) (PPE) foi substituído por um líquido iônico, que então se transformou em um gel. Usando microscopia fluorescente confocal e microscopia eletrônica de varredura, os pesquisadores puderam verificar a morfologia do condutor orgânico.

"Mostramos que a estrutura interna do nosso gel de íon π é uma rede de nanofibras de PPE, que é muito bom em conduzir eletricidade de forma confiável ", diz o autor, Professor Yohei Yamamoto.

Além de atuar como fios para elétrons deslocalizados, as cadeias de polímero direcionam o fluxo de íons móveis, que pode ajudar a mover os portadores de carga para os anéis de carbono. Isso permite que a corrente flua por todo o volume do dispositivo. O transistor resultante pode ligar e desligar em resposta às mudanças de voltagem em menos de 20 microssegundos - o que é mais rápido do que qualquer dispositivo anterior desse tipo.

"Pretendemos usar esse avanço na química supramolecular e na eletrônica orgânica para projetar toda uma gama de dispositivos eletrônicos flexíveis, "explica o professor Yamamoto. O tempo de resposta rápido e a alta condutividade abrem caminho para sensores flexíveis que desfrutam da facilidade de fabricação associada aos condutores orgânicos, sem sacrificar a velocidade ou o desempenho.