Los investigadores de AMOLF, Lukas Helmbrecht y Wim Noorduin, han desarrollado una tinta reactiva que se puede pintar sobre un lienzo igualmente reactivo. La tinta reacciona con el material del lienzo para convertirse en un semiconductor que emite luz de colores, una parte esencial de los componentes electrónicos como los LED. Como consecuencia, ahora está al alcance una nueva forma de producir estos componentes electrónicos. Los resultados de la investigación, una colaboración entre los grupos AMOLF Self-Organizing Matter y Hybrid Solar Cells, se publican esta semana en la revista Materiales avanzados .

Imagina que podrías pintar un lienzo haciendo que el lienzo en sí cambie a un color diferente en lugar de aplicar pintura sobre él. Eso es lo que están haciendo Lukas Helmbrecht y sus colegas con la nueva técnica de litografía de intercambio iónico. En esta técnica, la "tinta" reacciona con el "lienzo" mediante intercambio iónico. Helmbrecht puso su dinero donde está su boca y utilizó esta técnica para retocar una imagen de Madame Curie. "Lo encuentro fascinante de ver:la imagen verde se forma tan pronto como comienzas a rociar, a pesar de que tanto la tinta como el lienzo son incoloros ".

Técnica colorida

La investigación gira en torno a la producción de perovskita, un material semiconductor nuevo y muy prometedor que se utiliza para producir elementos como LED y células solares. Helmbrecht y sus colegas encontraron una forma de convertir una capa de carbonato de plomo (el lienzo) en una perovskita, simplemente "pintando" sobre él con una solución de bromuro de metilamonio. Este último sufre una reacción química con el carbonato de plomo para formar una perovskita que emite verde. El uso de una solución de una sustancia diferente a la tinta le permite pintar una perovskita que emite azul o rojo junto a esta, o para pintar con aerógrafo o imprimir un patrón.

Es posible una amplia gama de variaciones en la composición de las perovskitas eligiendo diferentes tintas. Los patrones se pueden crear con mucha precisión:las gotas de tinta de unos pocos micrómetros de tamaño también producen puntos de unos pocos micrómetros de tamaño. Esto significa que la tinta no corre. "El desafío de esta investigación fue desarrollar la reacción química y las condiciones:la cantidad de tinta, la presión, y las propiedades del lienzo. Ninguno de estos era conocido, y el proceso no funciona si no son exactamente correctos, "dice Helmbrecht.

Todo en una sola capa

Me viene a la mente la comparación con otras técnicas para aplicar capas de perovskitas a un portador. Pero esta técnica es fundamentalmente diferente, Helmbrecht explica. "Todas las técnicas tradicionales dan como resultado diferentes capas de perovskita una al lado de la otra o una encima de la otra. Nuestro método da como resultado una sola capa que consta de diferentes tipos de perovskita". Además, las perovskitas suelen ser bastante sensibles a los tratamientos utilizados en los métodos tradicionales, como grabado o enjuague. Estos pueden dañar la perovskita. Con litografía de intercambio iónico, estos tratamientos ya no son necesarios.

"En principio, este es un método mucho más simple para aplicar un patrón de diferentes semiconductores de perovskita uno al lado del otro en un chip o LED, "Helmbrecht dice. Ya no se requieren salas blancas u otras condiciones especiales. Los investigadores han demostrado la utilidad de la litografía de intercambio iónico mediante el uso de la técnica para producir un LED que funcione". Eso ha demostrado el principio. "Diferentes grupos dentro de AMOLF comenzarán a usar esto técnica para crear otras aplicaciones.