Immagina di possedere un televisore con lo spessore e il peso di un foglio di carta. sarà possibile, un giorno, grazie alla crescente industria dell'elettronica stampata. Il processo, che consente ai produttori di stampare o arrotolare letteralmente materiali su superfici per produrre un dispositivo elettronicamente funzionale, è già utilizzato nelle celle solari organiche e nei diodi emettitori di luce organici (OLED) che formano i display dei telefoni cellulari.

Anche se si prevede che questa tecnologia emergente crescerà di decine di miliardi di dollari nei prossimi 10 anni, una sfida è la produzione a basso costo in condizioni ambientali. Per creare luce o energia iniettando o raccogliendo elettroni, l'elettronica stampata richiede conduttori, solitamente calcio, magnesio o litio, con una funzione di basso lavoro. Questi metalli sono chimicamente molto reattivi. Si ossidano e smettono di funzionare se esposti all'ossigeno e all'umidità. Ecco perché l'elettronica nelle celle solari e nei televisori, Per esempio, deve essere coperto con un rigido, barriera spessa come il vetro o costosi strati di incapsulamento.

Però, nelle nuove scoperte pubblicate sulla rivista Scienza, I ricercatori della Georgia Tech hanno introdotto quella che sembra essere una tecnica universale per ridurre la funzione lavorativa di un direttore d'orchestra. Stendono uno strato molto sottile di un polimero, da uno a 10 nanometri di spessore, sulla superficie del conduttore per creare un forte dipolo superficiale. L'interazione trasforma i conduttori stabili all'aria in efficienti, elettrodi a bassa funzione di lavoro.

I polimeri disponibili in commercio possono essere facilmente lavorati da soluzioni diluite in solventi come acqua e metossietanolo.

"Questi polimeri sono poco costosi, ecologico e compatibile con le tecniche di produzione di massa roll-to-roll esistenti, " ha detto Bernard Kippelen, direttore del Centro di Georgia Tech per la fotonica organica e l'elettronica (COPE). "Sostituendo i metalli reattivi con conduttori stabili, compresi i polimeri conduttori, cambia completamente i requisiti di come l'elettronica è prodotta e protetta. Il loro utilizzo può aprire la strada a dispositivi più flessibili e a costi inferiori".

Per illustrare il nuovo metodo, Kippelen ei suoi colleghi hanno valutato le prestazioni dei polimeri nei transistor organici a film sottile e negli OLED. Hanno anche costruito un prototipo:il primo in assoluto, cella solare completamente in plastica.

"Il modificatore polimerico riduce la funzione di lavoro in un'ampia gamma di conduttori, compreso argento, oro e alluminio, " ha osservato Seth Marder, direttore associato del COPE e professore alla Scuola di Chimica e Biochimica. "Il processo è efficace anche negli ossidi metallici trasparenti e nel grafene".