Estudo contribui para produção de dispositivos eletrônicos flexíveis - Fiep - Boletins Setoriais - Metalmecânico e eletroeletrônico

(Foto: Divulgação)

A eletrônica flexível é uma das grandes tendências tecnológicas na atualidade. Trata-se de um segmento em expansão acelerada com expectativa de dobrar o valor ao longo da próxima década. Equipamentos optoeletrônicos - que fornecem, detectam e controlam luz - extremamente leves e dobráveis deverão se tornar corriqueiros no futuro próximo e há muitas pesquisas sendo feitas para isso. Um exemplo é o trabalho recentemente publicado na Scientific Reports.

Conduzido por pesquisadores brasileiros e italianos, trata-se de um estudo experimental e teórico que buscou melhorar as propriedades ópticas e eletrônicas do politiofeno. Por exibir leveza, flexibilidade e facilidade de processamento, o politiofeno é um material orgânico muito atraente em termos mecânicos.

"A configuração do politiofeno, se processado no modo mais comum, por gotejamento e rotação (spin casting), é bastante desordenada, comprometendo seu desempenho óptico e eletrônico. Em nosso trabalho, a proposta foi ordenar o material, tornando-o muito mais seletivo na emissão e absorção de luz", disse Marilia Junqueira Caldas à Agência FAPESP.

Professora titular no Instituto de Física da Universidade de São Paulo, Marilia participou do estudo, contribuindo para a construção do arcabouço teórico que descreveu e explicou os dados experimentais. O ordenamento mencionado por ela foi obtido de um modo surpreendentemente simples. Uma gota do polímero em solução foi depositada sobre um suporte. À medida que evaporava, uma espécie de grade era aplicada sobre a gota, fazendo com que passasse a apresentar uma sequência de estrias paralelas. O estriamento ordenou a estrutura interna do material.

"Com o ordenamento, o polímero passou a absorver e emitir luz de modo muito previsível, possibilitando emissão estimulada de luz em frequências não disponíveis no filme desordenado. Foi um ganho em seletividade. Além disso, o dispositivo resultante ficou muito mais leve do que outros com função similar, baseados em superposições de vários tipos de semicondutores", disse Marilia.

A pesquisadora explicou também que foi realizado um cálculo de dinâmica molecular para saber como o polímero se comportava na fase desordenada. Foi obtido um conjunto de estruturas tortuosas, enganchadas umas nas outras e enoveladas. "Em uma situação dessas, o elétron que é arrancado de sua posição inicial pela incidência da luz pode se afastar do buraco deixado na cadeia de átomos e migrar para regiões bem distantes no interior do material", disse.

"Como isso ocorre com grande número de elétrons, o resultado é que a absorção e a emissão da luz se tornam extremamente desordenadas. Com a moldagem, as cadeias de átomos ficam quase lineares. E elétrons e buracos permanecem muito próximos, nas mesmas cadeias. O elétron sai e depois volta para o mesmo lugar. Absorve e emite ali", disse.

Desse modo, um material intrinsecamente desorganizado foi organizado durante o processo de "crescimento". E a organização faz com que ele se preste a um amplo conjunto de aplicações optoeletrônicas.

"Nossa abordagem demonstra uma estratégia viável para direcionar propriedades ópticas por meio do controle estrutural. A observação do ganho óptico abre a possibilidade do uso de nanoestruturas de politiofeno como blocos de construção de amplificadores ópticos orgânicos e dispositivos fotônicos ativos", destaca o artigo.

Com informações da Agência Fapesp.