Investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linköping, han desarrollado los primeros circuitos lógicos electroquímicos complementarios del mundo que pueden funcionar de forma estable durante largos períodos en el agua. Este es un avance muy significativo en el desarrollo de la bioelectrónica.

Los primeros transistores electroquímicos orgánicos imprimibles fueron presentados por investigadores de LiU ya en 2002, y la investigación desde entonces ha progresado rápidamente. Varios componentes electrónicos orgánicos, como diodos emisores de luz y pantallas electrocrómicas, ya están disponibles comercialmente.

El material más utilizado es PEDOT:PSS, que es un material de tipo p en el que los portadores de carga son agujeros. Para construir componentes electrónicos efectivos, un material complementario, tipo n, es requerido, en el que los portadores de carga son electrones. Ha sido difícil encontrar un material polimérico suficientemente estable que pueda funcionar en un medio acuoso y en el que las largas cadenas poliméricas puedan soportar una alta corriente cuando el material está dopado.

En un artículo en Materiales avanzados , Simone Fabiano y sus colegas han presentado resultados de un material conductor de tipo n en el que la estructura tipo escalera de la columna vertebral del polímero favorece la estabilidad ambiental y la alta corriente cuando se dopa. Un ejemplo es BBL, poli (bencimidazobenzofenantrolina), un material que se utiliza a menudo en la investigación de células solares.

La investigadora postdoctoral Hengda Sun ha encontrado un método para crear películas gruesas del material. Cuanto más gruesa sea la película, cuanto mayor sea la conductividad. "Hemos utilizado el recubrimiento por pulverización para producir películas de hasta 200 nm de espesor. Estas pueden alcanzar conductividades extremadamente altas, "dice Simone Fabiano.

El método también se puede utilizar con éxito junto con la electrónica impresa en grandes superficies, y Hengda Sun también ha demostrado que los circuitos funcionan durante largos períodos, tanto en presencia de oxígeno como de agua.

"Esto puede parecer a primera vista como un pequeño avance en un campo especializado, pero lo bueno de esto es que tiene importantes consecuencias para muchas aplicaciones. Ahora podemos construir circuitos lógicos complementarios:inversores, sensores y otros componentes, que funcionan en entornos húmedos, "dice Simone Fabiano.

"Se necesitan resistencias en circuitos lógicos que se basan únicamente en transistores electroquímicos de tipo p. Estos son bastante voluminosos, y esto limita las aplicaciones que se pueden lograr. Con un material tipo n en nuestra caja de herramientas, podemos producir circuitos complementarios que ocupen el espacio disponible de forma mucho más eficiente, dado que ya no se requieren resistencias en los circuitos lógicos, "dice Magnus Berggren, profesor de electrónica orgánica y jefe del Laboratorio de Electrónica Orgánica.

Las aplicaciones de los componentes orgánicos incluyen circuitos lógicos que se pueden imprimir en textiles o papel, varios tipos de sensores baratos, pantallas no rígidas y flexibles, y, no menos importante, el enorme campo de la bioelectrónica. Los polímeros que conducen tanto iones como electrones son el puente necesario entre los sistemas conductores de iones en el cuerpo y los componentes electrónicos de los sensores. por ejemplo.