p (PhysOrg.com) - Pesquisadores da Rice University descobriram que filmes finos de nanotubos criados com impressoras a jato de tinta oferecem uma nova maneira de fazer transistores de efeito de campo (FET), o elemento básico em circuitos integrados. p Embora a técnica não seja exatamente reduzida aos níveis exigidos pelos microprocessadores modernos, Robert Vajtai de Rice espera que seja útil para inventores que desejam imprimir transistores em materiais de qualquer tipo, especialmente em substratos flexíveis.

p Nos resultados divulgados na semana passada na edição online do ACS Nano , Cientistas do arroz trabalhando com pesquisadores na Finlândia, A Espanha e o México criaram circuitos baseados em nanotubos usando impressoras a jato de tinta de alta tecnologia e tintas personalizadas.

p Vajtai, um membro do corpo docente no conceituado Departamento de Engenharia Mecânica e Ciência de Materiais de Rice, conduziu o estudo. Pulickel Ajayan, Benjamin M. e Mary Greenwood Anderson Professor de Rice em Engenharia Mecânica e Ciência de Materiais e de Química, é co-autor.

p O processo envolveu a análise minuciosa de circuitos de amostra impressos com nanotubos de carbono de parede simples funcionalizados com quatro tipos de moléculas. Os pesquisadores descobriram que uma única camada de tinta infundida com nanotubos impressa em uma folha transparente não conduzia eletricidade muito bem. Mas a adição de camadas aumentou as conexões entre os nanotubos, e assim aumentou a condutividade.

p "A chave é imprimir o número apropriado de camadas para obter o tipo de condução que você deseja, seja metálico ou semicondutor, "Vajtai disse, acrescentando que os pesquisadores não fizeram nenhuma tentativa de separar nanotubos metálicos de semicondutores, o que simplificou muito o processo.

p Eles descobriram que em temperatura ambiente, o transporte elétrico ocorria por meio da rede de nanotubos semicondutores e metálicos. Em baixas temperaturas, os nanotubos semicondutores tornaram-se isolantes, então, o tunelamento de elétrons entre nanotubos metálicos adjacentes assumiu o controle.

p Em última análise, para construir transistores, a equipe usou duas das quatro misturas estudadas de nanotubos funcionalizados como seus blocos de construção. Nanotubos para canais condutores foram tratados com polietilenoglicol (PEG) enquanto fonte, eletrodos de dreno e portão foram impressos com nanotubos carboxilados. Uma camada de PEG foi usada como dielétrico de porta.

p "Este não é um transistor perfeito, mas é aplicável em eletrônica digital, "Vajtai disse." Existem algumas limitações. Duvido que alguém pudesse pegar uma impressora jato de tinta de US $ 60 e imprimir circuitos eletrônicos predefinidos. Mas com uma impressora de última geração, é um processo bastante simples e permite que você reúna o que quiser. "Ele espera que a fabricação de nano-FETS em massa exigiria um processo mais semelhante à serigrafia.

p Embora os FETs de teste dos pesquisadores fossem relativamente grandes - cerca de um milímetro quadrado - eles relataram que os circuitos podem ser reduzidos a cerca de 100 mícrons, sobre a largura de um cabelo humano, com um comprimento de canal de cerca de 35 mícrons - o tamanho da cabeça de impressão. Pode ser possível encolhê-los ainda mais com cabeças de impressão menores ou superfícies hidrofílicas ou hidrofóbicas pré-tratadas.

p Vajtai disse que os FETs baseados em nanotubos serão bons para aplicações baseadas em lógica que podem ser impressas em uma superfície flexível, mas não precisam de um grande número de circuitos. "Digamos que você queira uma capa de chuva feita com transistores - fazendo tudo o que uma capa de chuva precisa para exigir eletricidade, como controlar e analisar sinais de vários sensores e fontes de luz, por segurança. Pode ser feito."