Las almohadillas táctiles electrónicas que cuestan solo unos pocos dólares y las celdas solares que cuestan lo mismo que las tejas para techos están un paso más cerca de la realidad actual.

Investigadores de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Minnesota y del Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Golden, Colo., han superado obstáculos técnicos en la búsqueda de electrónica duradera y células solares fabricadas con productos químicos no tóxicos. La investigación se publicó en el número más reciente de Comunicaciones de la naturaleza , una revista internacional de investigación en línea.

"Imagine un mundo en el que todos los niños de un país en desarrollo pudieran aprender a leer y matemáticas con un panel táctil que cuesta menos de 10 dólares o con células solares domésticas que finalmente cuestan menos que los combustibles fósiles. "dijo Uwe Kortshagen, profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota y uno de los coautores del artículo.

El equipo de investigación descubrió una nueva tecnología para producir un tipo especializado de tinta a partir de cristales de silicio no tóxicos de tamaño nanométrico. a menudo llamado "tinta electrónica". Esta "tinta electrónica" podría producir dispositivos electrónicos económicos con técnicas que esencialmente la imprimen en láminas de plástico económicas.

"Este proceso para producir productos electrónicos es casi como imprimir un número en una camiseta de softbol, "dijo Lance Wheeler, un Ph.D. en ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota. estudiante y autor principal de la investigación.

Pero no es tan fácil. Rodador, Kortshagen y el resto del equipo de investigación desarrollaron un método para resolver problemas fundamentales de las tintas electrónicas de silicio.

Primero, existe la omnipresente necesidad de moléculas orgánicas "similares a jabón", llamados ligandos, que son necesarios para producir tintas con una buena vida útil, pero estas moléculas causan residuos perjudiciales en las películas después de la impresión. Esto conduce a películas con propiedades eléctricas demasiado pobres para dispositivos electrónicos. Segundo, Las nanopartículas a menudo se implantan deliberadamente con impurezas, un proceso llamado "dopaje, "para mejorar sus propiedades eléctricas.

En este nuevo artículo, los investigadores explican un nuevo método para utilizar un gas ionizado, llamado plasma no térmico, no solo para producir nanocristales de silicio, sino también para cubrir sus superficies con una capa de átomos de cloro. Esta capa superficial de cloro induce una interacción con muchos disolventes ampliamente utilizados que permite la producción de tintas de silicio estables con una excelente vida útil sin la necesidad de moléculas de ligando orgánico. Además, los investigadores descubrieron que estos disolventes conducen al dopaje de películas impresas con sus tintas de silicona, que les dio una conductividad eléctrica 1, 000 veces más grande que las películas de nanopartículas de silicio no dopadas. Los investigadores tienen una patente provisional sobre sus hallazgos.

"Lo que esta investigación significa es que estamos un paso más cerca de producir tinta electrónica más pura y más estable con productos químicos no tóxicos, ", Dijo Kortshagen." El objetivo más grande aquí es encontrar una manera en que esta investigación pueda beneficiar a todos y marcar una diferencia real ".