Transistores de borracha aproximam eletrônica flexível do mercado

Redação do Site Inovação Tecnológica -  26/02/2019

A equipe usou seu semicondutor de borracha para fabricar transistores e portas lógicas totalmente funcionais. [Imagem: University of Houston]

Eletrônica de borracha

Pesquisadores da Universidade de Houston, nos EUA, alcançaram avanços significativos na eletrônica flexível, aproximando o campo da comercialização.

Eles criaram semicondutores elásticos expansíveis, incluindo componentes eletrônicos que esticam, circuitos lógicos flexíveis e peles sensoriais, tudo totalmente baseado em materiais de borracha - sem bobinas e fios que se desenrolam quando o circuito é esticado.

"Nós apresentamos uma eletrônica integrada totalmente à base de borracha, feita de um semicondutor emborrachado com uma alta mobilidade efetiva ... obtido pela introdução de nanotubos de carbono metálicos em um material semicondutor com nanofibras semicondutoras orgânicas percoladas," escreveram os pesquisadores. "Esse aprimoramento na mobilidade das cargas é possibilitado pelo fornecimento de caminhos rápidos e, portanto, uma distância de transporte de portadoras mais curta".

A mobilidade das portadoras de carga - a velocidade na qual os elétrons podem se mover através de um material - é fundamental para que um dispositivo eletrônico tenha bom desempenho porque essa característica governa a capacidade dos transistores de amplificar a corrente.

Os semicondutores de esticar fabricados anteriormente sofriam com a baixa mobilidade das cargas, juntamente com requisitos complexos de fabricação.

Kyoseung Sim e seus colegas descobriram que a adição de quantidades mínimas de nanotubos de carbono metálico a um semicondutor de borracha já conhecido, o composto P3HT - poli-dimetil-siloxano - leva a uma melhor mobilidade dos elétrons ao fornecer o que eles descrevem como "uma rodovia" para acelerar o transporte das portadoras através do semicondutor.

A equipe usou seu semicondutor de borracha para fabricar transistores e portas lógicas e constatou que eles mantêm o desempenho elétrico mesmo quando esticados até 50% de seu tamanho original.

Bibliografia:

Fully rubbery integrated electronics from high effective mobility intrinsically stretchable semiconductors
Kyoseung Sim, Zhoulyu Rao, Hae-Jin Kim, Anish Thukral, Hyunseok Shim, Cunjiang Yu
Science Advances
Vol.: 5, no. 2, eaav5749
DOI: 10.1126/sciadv.aav5749