Desde iPhones en la Tierra hasta rovers en Marte, la mayoría de los dispositivos electrónicos solo funcionan dentro de un cierto rango de temperatura. Al mezclar dos materiales orgánicos, Los investigadores de la Universidad de Purdue podrían crear dispositivos electrónicos que resistan el calor extremo.

Este nuevo material plástico podría conducir electricidad de manera confiable hasta 220 grados Celsius (428 F), según un artículo publicado el jueves en la revista Ciencias .

"Los productos electrónicos comerciales funcionan entre menos 40 y 85 grados Celsius. Más allá de este rango, van a funcionar mal, "dijo Jianguo Mei, profesor de química orgánica en la Universidad de Purdue. "Creamos un material que puede funcionar a altas temperaturas mezclando dos polímeros".

Uno de ellos es un semiconductor, que puede conducir electricidad, y el otro es un polímero aislante convencional, que es lo que podría imaginarse cuando piense en plástico normal. Para que esta tecnología funcione para la electrónica, los investigadores no podían simplemente fusionar los dos juntos, tenían que jugar con las proporciones.

"Uno de los plásticos transporta la carga, y el otro puede soportar altas temperaturas, "dijo Aristide Gumyusenge, autor principal del artículo e investigador graduado en Purdue. "Cuando los mezclas, tienes que encontrar la proporción correcta para que se fusionen bien y uno no domine al otro ".

Los investigadores descubrieron algunas propiedades que son esenciales para que esto funcione. Los dos materiales deben ser compatibles con la mezcla y cada uno debe estar presente aproximadamente en la misma proporción. Esto da como resultado un red interpenetrante que permite que la carga eléctrica fluya uniformemente mientras mantiene su forma en temperaturas extremas.

Lo más impresionante de este nuevo material no es su capacidad para conducir electricidad a temperaturas extremas, pero que su desempeño no parece cambiar. Generalmente, el rendimiento de la electrónica depende de la temperatura; piense en la rapidez con la que funcionaría su computadora portátil en su oficina con clima controlado en comparación con el desierto de Arizona. El rendimiento de esta nueva mezcla de polímeros se mantiene estable en un amplio rango de temperaturas.

La electrónica de temperaturas extremas podría ser útil para los científicos en la Antártida o los viajeros que deambulan por el Sahara, pero también son fundamentales para el funcionamiento de automóviles y aviones en todas partes. En un vehículo en movimiento, el escape está tan caliente que los sensores no pueden estar demasiado cerca y el consumo de combustible debe controlarse de forma remota. Si los sensores pudieran conectarse directamente al escape, los operadores obtendrían una lectura más precisa. Esto es especialmente importante para aviones, que tienen cientos de miles de sensores.

"Muchas aplicaciones están limitadas por el hecho de que estos plásticos se descomponen a altas temperaturas, y esta podría ser una forma de cambiar eso, "dijo Brett Savoie, profesor de ingeniería química en Purdue. "Células solares, todos los transistores y sensores deben tolerar grandes cambios de temperatura en muchas aplicaciones, por lo que tratar los problemas de estabilidad a altas temperaturas es realmente crítico para la electrónica basada en polímeros ".

Los investigadores realizarán más experimentos para averiguar cuáles son los verdaderos límites de temperatura (altos y bajos) para su nuevo material. Hacer que los dispositivos electrónicos orgánicos funcionen en el frío es incluso más difícil que hacerlos funcionar en condiciones de calor extremo, Dijo Mei.