I ricercatori dell’Università di Linköping hanno sviluppato un modo nuovo e più rispettoso dell’ambiente per creare inchiostri conduttivi da utilizzare nell’elettronica organica come celle solari, neuroni artificiali e sensori molli. I risultati, pubblicati sulla rivista Nature Communications, aprono la strada alla futura tecnologia sostenibile.
Tiefeng Liu, postdoc presso il Laboratorio di elettronica organica, è uno dei ricercatori dietro il nuovo inchiostro conduttivo che potrebbe aprire la strada a future tecnologie sostenibili. Credito immagine: Thor Balkhed/Università di Linköping
L’elettronica organica è in aumento come complemento e, in alcuni casi, in sostituzione dell’elettronica tradizionale basata sul silicio. Grazie alla produzione semplice, all’elevata flessibilità e al peso ridotto combinati con le proprietà elettriche tipicamente associate ai semiconduttori tradizionali, può essere utile per applicazioni quali display digitali, stoccaggio di energia, celle solari, sensori e impianti morbidi.
L’elettronica organica è costruita con plastiche semiconduttrici, note come polimeri coniugati. Tuttavia, la lavorazione dei polimeri coniugati richiede spesso solventi pericolosi per l’ambiente, tossici e infiammabili. Questo è un grosso ostacolo all’ampio uso commerciale e sostenibile dell’elettronica organica.
Quando i ricercatori hanno testato il nuovo inchiostro conduttivo come strato di trasporto nelle celle solari organiche, hanno scoperto che sia la stabilità che l’efficienza erano superiori rispetto ai materiali tradizionali. Thor Balkhed, LiU
Altamente conduttivo
Ora, i ricercatori dell’Università di Linköping hanno sviluppato un nuovo metodo sostenibile per elaborare questi polimeri dall’acqua. Oltre ad essere più sostenibili, i nuovi inchiostri sono anche altamente conduttivi.
“La nostra ricerca introduce un nuovo approccio alla lavorazione dei polimeri coniugati utilizzando solventi benigni come l’acqua. Con questo metodo, chiamato trasferimento di elettroni allo stato fondamentale, non solo eliminiamo il problema dell’uso di sostanze chimiche pericolose, ma possiamo anche dimostrare miglioramenti nelle proprietà dei materiali e nelle prestazioni dei dispositivi”, afferma Simone Fabiano, professore associato senior presso il Laboratorio di elettronica organica. .
Elettronica sostenibile
Quando i ricercatori hanno testato il nuovo inchiostro conduttivo come strato di trasporto nelle celle solari organiche, hanno scoperto che sia la stabilità che l’efficienza erano superiori rispetto ai materiali tradizionali. Hanno anche testato l’inchiostro per creare transistor elettrochimici e neuroni artificiali, dimostrando frequenze operative simili ai neuroni biologici.
“Credo che questi risultati possano avere un impatto trasformativo nel campo dell’elettronica organica. Consentendo la lavorazione di semiconduttori organici da solventi ecologici e sostenibili come l’acqua, possiamo produrre in serie dispositivi elettronici con un impatto minimo sull’ambiente”, afferma Simone Fabiano, membro dell’Accademia di Wallenberg.
La ricerca è stata finanziata dalla Fondazione Knut e Alice Wallenberg, dalla Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability (WISE), dal Wallenberg Wood Science Center (WWSC), dal Consiglio svedese delle ricerche, da Vinnova, dalla Commissione europea e dall’investimento strategico del governo svedese in nuovi materiali funzionali (AFM) presso l’Università di Linköping.
Articolo: Il trasferimento di elettroni allo stato fondamentale nelle miscele donatore:accettore interamente polimerico consente la lavorazione acquosa di polimeri coniugati insolubili in acqua; Tiefeng Liu, Johanna Heimonen, Qilun Zhang, Chi-Yuan Yang, Jun-Da Huang, Han-Yan Wu, Marc-Antoine Stoeckel, Tom van der Pol, Yuxuan Li, Sang Young Jeong, Adam Marks, Xin-Yi Wang, Yuttapoom Puttisong, Asaminew Y. Shimolo, Xianjie Liu, Silan Zhang, Qifan Li, Matteo Massetti, Weimin M. Chen, Han Young Woo, Jian Pei, Iain McCulloch, Feng Gao, Mats Fahlman, Renee Kroon, Simone Fabiano; Comunicazioni sulla natura 2023pubblicato online il 20 dicembre 2023: DOI: 10.1038/s41467-023-44153-7
Scritto da Anders Törneholm
Fonte: Università di Linköping
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org