Cuando se trata de eficiencia, a veces ayuda buscar consejo en la madre naturaleza, incluso en tecnología tan avanzada como imprimible, electrónica flexible.

Investigadores de la Universidad de Illinois han desarrollado plantillas dinámicas bioinspiradas que se utilizan para fabricar materiales semiconductores orgánicos que producen productos electrónicos imprimibles. Utiliza un proceso similar a la biomineralización, la forma en que se forman los huesos y los dientes. Esta técnica también es ecológica en comparación con la forma en que se fabrican los dispositivos electrónicos convencionales. lo que da a los investigadores la oportunidad de devolver el favor a la naturaleza.

La creación de plantillas se utiliza para hacer semiconductores casi perfectos para mejorar sus propiedades electrónicas, o modular el espacio entre átomos para obtener mejores propiedades electrónicas. Estas plantillas ayudan a alinear correctamente los átomos de los materiales semiconductores, típicamente silicio o germanio, en la forma que se necesita.

Sin embargo, esta metodología convencional solo funciona bien para dispositivos nanoelectrónicos rígidos. El mas largo, Las moléculas de polímero orgánico más desordenadas necesarias para fabricar componentes electrónicos flexibles no pueden organizarse alrededor de una plantilla fija.

En un nuevo informe en la revista Comunicaciones de la naturaleza , profesor Ying Diao, el estudiante de posgrado Erfan Mohammadi y sus coautores describen cómo funciona la técnica similar a la biomineralización.

En naturaleza, algunos organismos biológicos construyen estructuras mineralizadas recolectando o reclutando iones inorgánicos usando polímeros biológicos flexibles. Similar, Las plantillas que desarrolló el grupo de Diao están formadas por iones que se reconfiguran alrededor de la estructura atómica de los polímeros semiconductores. De esta manera, las grandes moléculas de polímero pueden formar muy ordenadas, estructura con plantilla, Dijo Diao.

Esta estructura altamente ordenada supera los problemas de control de calidad que han plagado a los semiconductores orgánicos, ralentizar el desarrollo de dispositivos flexibles.

"Nuestras plantillas nos permiten controlar el ensamblaje de estos polímeros alentándolos a organizarse a nivel molecular. A diferencia de la impresión de periódicos, donde el orden de las moléculas de tinta no importa, es crítico en electrónica, "Dijo Diao.

El proceso de fabricación que puede utilizar estas plantillas dinámicas también es ecológico. A diferencia de los métodos convencionales de fabricación de semiconductores, que requieren temperaturas de aproximadamente 3, 000 grados Fahrenheit y producen una cantidad significativa de desechos orgánicos, este proceso produce pocos residuos y se puede realizar a temperatura ambiente, reducir los costos de energía, Dijo Diao.

"Nuestra investigación busca soluciones en la naturaleza, "Dijo Diao." En la naturaleza, los polímeros se utilizan para moldear iones, e hicimos lo contrario:usamos iones para moldear polímeros para producir flexibles, ligero, electrónica biointegrada a bajo coste ya gran escala ".