p Pesquisadores do MIT descobriram uma maneira de controlar precisamente as formas dos fios submicroscópicos depositados de uma solução - usando um método que torna possível produzir dispositivos eletrônicos inteiros por meio de um processo à base de líquido. p A equipe demonstrou a técnica produzindo uma matriz funcional de diodo emissor de luz (LED) feita de nanofios de óxido de zinco em um único copo, em vez das várias etapas e dispositivos separados necessários para a produção convencional. Eles foram capazes de fazer isso em condições relativamente benignas, com temperaturas moderadas e sem necessidade de vácuo.

p Ao contrário de estruturas maiores, com nanomateriais - aqueles com dimensões medidas em nanômetros, ou bilionésimos de um metro - diferenças na forma podem levar a diferenças dramáticas no comportamento. “Para nanoestruturas, há um acoplamento entre a geometria e as propriedades elétricas e ópticas, ”Explica Brian Chow, um pós-doutorado no MIT e co-autor de um artigo descrevendo os resultados que foi publicado em 10 de julho na revista Materiais da Natureza . “Ser capaz de ajustar a geometria é muito poderoso, ”Diz ele. O sistema que Chow e seus colegas desenvolveram pode controlar com precisão a relação de aspecto (a relação entre comprimento e largura) dos nanofios para produzir qualquer coisa, desde placas planas a longos fios finos.

p Existem outras maneiras de fazer tais nanofios, Chow diz. “As pessoas têm feito um bom trabalho no controle da morfologia dos fios por outros meios - usando altas temperaturas, alta pressão, ou processamento subtrativo. Mas ser capaz de fazer isso nessas condições benignas é atraente, ”Porque torna possível integrar tais dispositivos com materiais relativamente frágeis, como polímeros e plásticos, ele diz.

p O controle sobre as formas dos fios tem sido, até agora, essencialmente um processo de tentativa e erro. “Estávamos tentando descobrir qual é o fator de controle, ”Explica Jaebum Joo PhD ’10, quem foi o autor principal do artigo.

p A chave acaba sendo as propriedades eletrostáticas do material de óxido de zinco à medida que cresce a partir de uma solução, eles encontraram. Compostos diferentes, quando adicionado à solução, prendem-se eletrostaticamente apenas a certas partes do fio - apenas nas laterais, ou apenas até as pontas - inibindo o crescimento do fio nessas direções. A quantidade de inibição depende das propriedades específicas dos compostos adicionados.

p Embora este trabalho tenha sido feito com nanofios de óxido de zinco - um material promissor que está sendo amplamente estudado por pesquisadores - os cientistas do MIT acreditam que o método que desenvolveram para controlar a forma dos fios “pode ser expandido para diferentes sistemas de materiais, ”Joo diz, talvez incluindo dióxido de titânio, que está sendo investigado para dispositivos como células solares. Como as condições benignas de montagem permitem que o material seja depositado em superfícies de plástico, ele diz, pode permitir o desenvolvimento de painéis de exibição flexíveis, por exemplo.

p Mas também existem muitas aplicações potenciais usando o próprio material de óxido de zinco, incluindo a produção de baterias, sensores, e dispositivos ópticos. E o método de processamento tem “potencial para fabricação em grande escala, ”Diz Joo.

p A equipe também espera ser capaz de usar o método para fazer "dispositivos espacialmente complexos de baixo para cima, fora de polímeros biocompatíveis. ”Estes poderiam ser usados, por exemplo, para fazer dispositivos minúsculos que poderiam ser implantados no cérebro para fornecer detecção e estimulação.

p Além de Joo e Chow, a pesquisa foi realizada pelo pesquisador visitante Manu Prakesh, junto com os professores associados do Media Lab Edward Boyden e Joseph Jacobson. Foi financiado pelo MIT Center for Bits and Atoms; o MIT Media Lab; a Fundação Coreana para Estudos Avançados; Samsung Electronics; a Harvard Society of Fellows; o prêmio Wallace H. Coulter Early Career; o Prêmio NARSAD Young Investigator; a National Science Foundation; e o Prêmio de Novo Inovador do Diretor do NIH.

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Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.