Investigadores de la Universidad de Tsukuba han creado un nuevo dispositivo eléctrico a base de carbono, transistores de gel de π-ion (PIGT) mediante el uso de un gel iónico hecho de un polímero conductor. Este trabajo puede conducir a una electrónica imprimible flexible más barata y más confiable.

Conductores orgánicos, que son polímeros a base de carbono que pueden transportar corrientes eléctricas, tienen el potencial de cambiar radicalmente la forma en que se fabrican los dispositivos electrónicos. Estos conductores tienen propiedades que pueden ajustarse mediante modificaciones químicas y pueden imprimirse fácilmente como circuitos. En comparación con los transistores y paneles solares de silicio actuales, los sistemas basados ​​en conductores orgánicos podrían ser flexibles y más fáciles de instalar. Sin embargo, su conductividad eléctrica puede reducirse drásticamente si las cadenas de polímero conjugado se desordenan debido a un procesamiento incorrecto, lo que limita en gran medida su capacidad para competir con las tecnologías existentes.

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Tsukuba ha formulado un método novedoso para preservar las propiedades eléctricas de los conductores orgánicos mediante la formación de un "gel de iones". En este caso, el disolvente alrededor de las cadenas de poli (para-fenilenietileno) (PPE) se reemplazó con un líquido iónico, que luego se convirtió en un gel. Utilizando microscopía de fluorescencia confocal y microscopía electrónica de barrido, los investigadores pudieron verificar la morfología del conductor orgánico.

"Demostramos que la estructura interna de nuestro gel π-ion es una red de nanofibras de EPP, que es muy bueno para conducir electricidad de manera confiable ", dice el autor, el profesor Yohei Yamamoto.

Además de actuar como cables para electrones deslocalizados, las cadenas de polímero dirigen el flujo de iones móviles, que puede ayudar a mover los portadores de carga a los anillos de carbono. Esto permite que la corriente fluya a través de todo el volumen del dispositivo. El transistor resultante puede encenderse y apagarse en respuesta a cambios de voltaje en menos de 20 microsegundos, lo que es más rápido que cualquier dispositivo anterior de este tipo.

"Planeamos utilizar este avance en química supramolecular y electrónica orgánica para diseñar una gama completa de dispositivos electrónicos flexibles, "explica el profesor Yamamoto. El rápido tiempo de respuesta y la alta conductividad abren el camino para sensores flexibles que disfrutan de la facilidad de fabricación asociada con los conductores orgánicos, sin sacrificar la velocidad o el rendimiento.