Los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros (MPI-P), dirigido por el Dr. Kamal Asadi, han resuelto un desafío de cuatro décadas de producir películas de nailon muy delgadas que se pueden utilizar en componentes de memoria electrónica. por ejemplo. Las finas películas de nailon son varios cientos de veces más delgadas que un cabello humano, y, por tanto, podría resultar atractivo para aplicaciones en dispositivos electrónicos flexibles o para productos electrónicos en la ropa.

A medida que la industria de la microelectrónica se desplaza hacia la electrónica portátil y los textiles electrónicos, los investigadores están integrando materiales electrónicos como los ferroeléctricos con los textiles. Medias de nylon, una familia de polímeros sintéticos, se introdujeron por primera vez en la década de 1920 para las medias de mujer, y se encuentran hoy entre las fibras sintéticas más utilizadas en textiles. Consisten en una larga cadena de unidades moleculares repetidas, es decir, polímeros, en el que cada unidad repetida contiene una disposición específica de hidrógeno, oxígeno y nitrógeno con átomos de carbono.

Los nylons también exhiben las llamadas "propiedades ferroeléctricas". Esto significa que las cargas eléctricas positivas y negativas se pueden separar, y este estado se puede mantener. Los materiales ferroeléctricos se utilizan en sensores, actuadores, dispositivos de memoria y recolección de energía. La ventaja de usar polímeros es que pueden licuarse usando solventes adecuados y, por lo tanto, procesarse a partir de una solución a bajo costo para formar películas delgadas flexibles que son adecuadas para dispositivos electrónicos como condensadores, transistores y diodos. Esto hace que los polímeros ferroeléctricos sean una opción viable para la integración con los textiles electrónicos. Aunque los polímeros de nailon tienen importantes aplicaciones comerciales en tejidos y fibras, su aplicación en dispositivos electrónicos se ha visto obstaculizada porque era imposible crear películas delgadas de nailon ferroeléctrico de alta calidad mediante el procesamiento en solución.

Científicos del MPI-P, en colaboración con investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz y la Universidad Tecnológica de Lodz, ya han resuelto este problema de hace 40 años, y desarrolló un método para fabricar condensadores de película fina de nailon ferroeléctrico disolviendo nailon en una mezcla de ácido trifluoroacético y acetona y solidificándolo de nuevo al vacío. Pudieron realizar películas delgadas de nailon que generalmente tienen solo unos pocos 100 nanómetros de espesor, Varias 100 veces más delgado que el cabello humano. "Con este método, hemos producido películas delgadas extremadamente suaves. Esto es muy importante, porque evita la avería eléctrica de, por ejemplo, condensadores, y así destruyendo los circuitos electrónicos. Al mismo tiempo, la suavidad permite desarrollar películas delgadas transparentes y, finalmente, dispositivos electrónicos transparentes, "dice el Dr. Kamal Asadi, líder de grupo en el MPI-P.

Mediante el uso de su método recientemente desarrollado, el grupo alrededor de Kamal Asadi pudo producir condensadores de nailon de alto rendimiento. Los científicos sometieron los prototipos de los condensadores a ciclos de tensión prolongados y demostraron la robustez de las medias de nailon ferroeléctricas en millones de ciclos de funcionamiento. Las películas delgadas de nailon podrían convertirse en un componente importante para su uso en electrónica flexible en el futuro y encontrar aplicaciones en dispositivos electrónicos flexibles o para electrónica en la ropa. Estos nuevos hallazgos allanan el camino hacia telas multifuncionales que sirven como tela para cubrir nuestro cuerpo y al mismo tiempo pueden generar electricidad a partir del movimiento de nuestro cuerpo.

Sus resultados ahora se han publicado en la revista Avances de la ciencia .