El silicio todavía representa el material más importante para la producción de elementos semiconductores como transistores, diodos o células solares. Por un numero de años, sin embargo, ha estado disponible una alternativa interesante:ciertos hidrocarburos que también exhiben propiedades semiconductoras son ahora el nuevo estándar en pantallas OLED de teléfonos móviles y televisores. Es más, estos semiconductores "orgánicos", como también se llaman estos hidrocarburos, también se puede utilizar para células solares o transistores. Su gran desventaja es su falta de estabilidad:el oxígeno atmosférico destruye rápidamente estos elementos, por eso es necesario empaquetarlos en una funda hermética. Un equipo de investigación dirigido por el físico Serdar Sarıçiftçi de la Universidad Johannes Kepler de Linz ha logrado un gran avance en la solución de este problema. En un proyecto financiado por el Austrian Science Fund FWF, el equipo logró producir semiconductores relacionados con el pigmento índigo que no solo es estable cuando se expone al aire, pero también bajo el agua.
Un material milagroso que es difícil de procesar.
"Realmente, buscábamos materiales semiconductores que fueran biodegradables, "explica Sarıçiftçi." En el proceso nos encontramos con este material bíblico conocido como índigo. El índigo y sus derivados exhiben verdaderas propiedades semiconductoras. "No fue una sorpresa que el índigo mostrara una alta estabilidad:" Se usó índigo, por ejemplo, en las tumbas de los faraones, donde todavía es visible después de miles de años. Y el azul en el material de los jeans es bien conocido por su robustez, "señala Sarıçiftçi.
La procesabilidad fue el problema al usar índigo como semiconductor:es casi insoluble, cuales, de paso, explica en parte su durabilidad. Muchos métodos para producir elementos semiconductores orgánicos lo hacen, sin embargo, requieren que el material se disuelva primero de alguna manera y luego se deposite en un medio portador. Sarıçiftçi y su grupo lograron hacer que el pigmento fuera soluble uniendo grupos laterales volátiles a la molécula de índigo. Cuando se calienta por encima de los 100 ° C, estos grupos laterales se vuelven a dividir.
Eso ha eliminado el principal obstáculo para usar el índigo como semiconductor, dice Sarıçiftçi:"Vemos esta estabilidad del índigo como un cambio de juego. Aconsejamos a todos los que trabajan con transistores orgánicos que se concentren en esta clase de materiales a partir de ahora".
Preguntas sin respuesta sobre células solares y diodos de luz
¿Significa esto que todo el campo de los semiconductores orgánicos ahora puede cambiar a compuestos índigo? Sarıçiftçi hace una nota de precaución:"Debido a los enlaces de hidrógeno, índigo tiene fuertes propiedades de extinción de la luminiscencia ". Este enlace débil entre moléculas, que juega un papel importante en el hielo, tiene un efecto disruptivo en las aplicaciones ópticas.
La función de las células solares, por ejemplo, se basa en irradiar luz que interactúa con el material, que libera electrones e inicia una corriente. En moléculas de índigo, sin embargo, Estos estados electrónicos "excitados" se disipan rápidamente y se convierten en calor antes de que puedan utilizarse. Eso significa que tanto las células solares como los diodos emisores de luz serán difíciles de realizar con la familia de compuestos índigo. "Estamos tratando de solucionar este problema, pero no hay una solución real para eso, ", explica Sarıçiftçi. Este es un aspecto que está investigando actualmente. Los transistores no se ven afectados por este tipo de problemas.
Electrónica para implantes
Sarıçiftçi percibe un gran potencial para los materiales índigo en usos médicos. "Estamos dedicando especial atención a la biocompatibilidad de los transistores índigo. Pudimos demostrar que pueden operar incluso bajo el agua a diferentes niveles de pH". Esto significa que pueden usarse para implantes en tejido humano. "Abre la puerta a las aplicaciones biológicas, ", observa Sarıçiftçi. Más recientemente, su grupo publicó varios artículos sobre este tema en revistas de renombre y obtuvo una patente. En 2014, comenzó a organizar una conferencia anual sobre el tema de la bioelectrónica.
El bajo costo del material básico también podría ser una ventaja decisiva. "Este será un argumento para futuras aplicaciones masivas, "señala Sarıçiftçi.
