Aunque los nanocables responden a las demandas del mercado de innovadores, menor, dispositivos electrónicos flexibles al habilitar circuitos electrónicos a escala molecular, el ensamblaje de nanocables en materiales funcionales sigue siendo un problema. Grupo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Kaunas (KTU), Lituania ofrece una solución novedosa para la producción de nanocables de alto rendimiento a partir de óxido de zinc, un material más económico y respetuoso con el medio ambiente. en comparación con los elementos de tierras raras como el indio, arsénico o galio de uso frecuente en la producción de productos electrónicos.

Según los científicos, La síntesis de nanocables está principalmente limitada por la superficie de crecimiento, obstaculizando su amplia aplicación. También, muchas aplicaciones requieren propiedades, que son contradictorios y, por lo tanto, no pueden realizarse de manera efectiva en un solo material. El nuevo método para la producción de nanocables de óxido de zinc, creado por el grupo de científicos del Instituto de Ciencia de Materiales KTU, aborda estos problemas. Por lo tanto, la aplicación más amplia de nanocables en dispositivos electrónicos innovadores, que son cada vez más pequeños, flexible y con diferentes materiales de superficie se está volviendo posible.

"El nuevo método se creó mientras investigaba formas sencillas de cultivar nanoestructuras de óxido metálico. El método, que ahora llamamos síntesis de combustión, permite producir altos niveles de una nanoestructura controlada. Los nanocables se cultivan en fase gaseosa, el producto final se recogió como polvo y luego se dispersó en varias soluciones. Los métodos de recubrimiento simples como la pulverización permiten colocar nanocables de óxido de zinc en varias superficies ", dice el Dr. Simas Račkauskas, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales de KTU.

Debido a sus propiedades semiconductoras, Los nanocables de óxido de zinc tienen un gran potencial de aplicación en electrónica u óptica. También, las propiedades de las superficies recubiertas de óxido de zinc permiten su uso en medicina. En este momento, Los investigadores están investigando dos aplicaciones potenciales de los nanocables de óxido de zinc:un revestimiento de células solares antirreflectante multifuncional y una matriz de sensores de gas multifuncional. sensible y selectivo a los gases, activado por la luz.

"Los elementos solares que se utilizan actualmente en el mercado reflejan la luz, así la luz, que podría convertirse en energía, está parcialmente perdido. Los recubrimientos de células solares de nanocables mejoran el rendimiento de las células solares al reducir sus cualidades reflectantes, transformando los rayos ultravioleta en luz y haciendo que los elementos solares tengan propiedades de autolimpieza ", explica el Dr. Račkauskas.

La investigación inicial revela que mediante el uso de un revestimiento de nanocables de óxido de zinc, la eficiencia de los elementos solares se mejora en un 6 por ciento. El revestimiento es repelente al agua, y degrada los contaminantes orgánicos; así se consigue el efecto autolimpiante de una célula solar.

En este momento, en las condiciones de laboratorio, el equipo de investigación de KTU puede producir alrededor de 100 g de nanopartículas de óxido de zinc por hora, con un coste de alrededor de 8 euros. La cantidad sería suficiente para cubrir los 2,5 m2 de elementos solares.

Los investigadores de KTU también están investigando las propiedades de un sensor UV único, que se puede rociar sobre cualquier superficie. En el desarrollo del sensor se utilizan dos materiales:nanopartículas de óxido de zinc y un conductor (alambre), como pintura de grafito o metal. Se puede dibujar un esquema electrónico completo que incluya cables y sensores en cualquier superficie, decir textil, papel o plástico. Según el Dr. Račkauskas, un sensor de luz se puede utilizar como cualquier otro interruptor, solo se activa por la luz, como un simple rayo de puntero láser.

"Las posibilidades de aplicación de un sensor UV de este tipo son prácticamente inagotables, sin embargo, tenemos que esperar la demanda del mercado y el mayor desarrollo de la electrónica flexible. Nuestro producto puede resultar interesante para el diseño funcional ya que permite integrar la electrónica en prendas de vestir, paredes Objetos de diseño de interiores. También, nuestro interruptor UV se puede colocar en lugares de difícil acceso ", explica el Dr. Račkauskas.

Él enfatiza el bajo costo y el respeto al medio ambiente del zinc en la producción de productos electrónicos:"La mayoría de la producción electrónica utiliza elementos de tierras raras, como el indio, arsénico y galio, que son difíciles de extraer, el proceso es caro y perjudicial para el medio ambiente. Por otra parte, El zinc es muy popular, barato e incluso beneficioso para el organismo humano ".

Según el investigador de KTU, si los elementos de tierras raras en la electrónica fueran reemplazados por óxido de zinc, esto daría lugar a soluciones menos costosas y respetuosas con el medio ambiente.