Algum dia, seu smartphone pode estar totalmente em conformidade com o seu pulso, e quando isso acontecer, pode ser coberto de ouro puro, graças aos pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Missouri.

Escrito na edição de 17 de março da revista Ciência , os pesquisadores de C&T do Missouri dizem que desenvolveram uma maneira de "fazer crescer" finas camadas de ouro em bolachas de cristal único de silício, remova as folhas de ouro, e usá-los como substratos para cultivar outros materiais eletrônicos.

A descoberta da equipe de pesquisa pode revolucionar a pesquisa de tecnologia vestível ou "flexível", melhorando muito a versatilidade de tais eletrônicos no futuro.

De acordo com o pesquisador principal, Dr. Jay A. Switzer, a maioria das pesquisas em tecnologia vestível foi feita usando substratos de polímero, ou substratos feitos de múltiplos cristais. "E então eles colocam algum semicondutor orgânico típico que acaba sendo flexível, mas você perde a ordem que (silício) tem, "diz Switzer, Donald L. Castleman / FCR Professor de Descoberta em Química na S&T.

Como os substratos de polímero são feitos de múltiplos cristais, eles têm o que é chamado de limites de grãos, diz Switzer. Esses limites de grão podem limitar muito o desempenho de um dispositivo eletrônico.

"Digamos que você esteja fazendo uma célula solar ou um LED, "ele diz." Em um semicondutor, você tem elétrons e tem buracos, que são o oposto dos elétrons. Eles podem se combinar nos limites dos grãos e liberar calor. E então você acaba perdendo a luz que sai de um LED, ou a corrente ou voltagem que você pode obter de uma célula solar. "

A maioria dos eletrônicos do mercado é feita de silício porque é "relativamente barato, mas também altamente ordenado, "Switzer diz.

"99,99 por cento dos eletrônicos são feitos de silício, e há um motivo - funciona muito bem, "diz ele." É um único cristal, e os átomos estão perfeitamente alinhados. Mas, quando você tem um único cristal assim, tipicamente, não é flexível. "

Começando com silício de cristal único e crescendo folhas de ouro nele, Switzer é capaz de manter a alta ordem de silício na folha. Mas porque a folha é ouro, também é altamente durável e flexível.

"Dobramos 4, 000 vezes, e basicamente a resistência não mudou, " ele diz.

As folhas de ouro também são essencialmente transparentes porque são muito finas. De acordo com Switzer, sua equipe descascou folhas finas de até sete nanômetros.

Switzer diz que o desafio que sua equipe de pesquisa enfrentou não foi o cultivo de ouro no silício de cristal único, mas fazer com que descasque como uma fina camada de papel alumínio. O ouro normalmente se liga muito bem ao silício.

"Então, inventamos esse truque onde poderíamos oxidar fotoeletroquimicamente o silício, "Switzer diz." E o ouro simplesmente escorrega. "

A oxidação fotoeletroquímica é o processo pelo qual a luz ativa um material semicondutor, neste caso, o silício, para promover uma reação de oxidação catalítica.

Switzer diz que milhares de folhas de ouro - ou folhas de vários outros metais - podem ser feitas de um único cristal de silício.

A descoberta da equipe de pesquisa pode ser considerada um "acidente feliz". Switzer diz que eles estavam procurando uma maneira barata de fazer monocristais quando descobriram esse processo.

"Isso é algo que eu acho que muitas pessoas interessadas em trabalhar com materiais altamente ordenados, como cristais únicos, gostariam de fazer com facilidade, ", diz ele." Além de fazer dispositivos flexíveis, só vai abrir um campo para qualquer pessoa que queira trabalhar com monocristais. "