Los investigadores del MIT han encontrado una manera de controlar con precisión las formas de los cables submicroscópicos depositados a partir de una solución, utilizando un método que hace posible producir dispositivos electrónicos completos a través de un proceso basado en líquidos.

El equipo demostró la técnica mediante la producción de una matriz funcional de diodos emisores de luz (LED) hecha de nanocables de óxido de zinc en un solo vaso de precipitados. en lugar de los varios pasos y dispositivos separados requeridos para la producción convencional. Pudieron hacerlo en condiciones relativamente benignas, con temperaturas moderadas y sin necesidad de vacío.

A diferencia de las estructuras más grandes, con nanomateriales:aquellos con dimensiones medidas en nanómetros, o mil millonésimas de metro:las diferencias de forma pueden provocar diferencias dramáticas en el comportamiento. "Para nanoestructuras, hay un acoplamiento entre la geometría y las propiedades eléctricas y ópticas, "Explica Brian Chow, un postdoctorado en el MIT y coautor de un artículo que describe los resultados que se publicó el 10 de julio en la revista Materiales de la naturaleza . "Poder ajustar la geometría es muy poderoso, ”, Dice. El sistema que Chow y sus colegas desarrollaron puede controlar con precisión la relación de aspecto (la relación entre la longitud y el ancho) de los nanocables para producir cualquier cosa, desde placas planas hasta cables largos y delgados.

Hay otras formas de fabricar estos nanocables, Dice Chow. “La gente ha hecho un buen trabajo controlando la morfología de los cables por otros medios:utilizando altas temperaturas, alta presión, o procesamiento sustractivo. Pero poder hacer esto en estas condiciones benignas es atractivo, ”Porque permite integrar estos dispositivos con materiales relativamente frágiles como polímeros y plásticos, él dice.

Hasta ahora, el control de las formas de los cables ha sido esencialmente un proceso de prueba y error. "Estábamos tratando de averiguar cuál es el factor de control, "Explica Jaebum Joo PhD ’10, quien fue el autor principal del artículo.

La clave resulta ser las propiedades electrostáticas del material de óxido de zinc a medida que crece a partir de una solución, ellos encontraron. Diferentes compuestos, cuando se agrega a la solución, se adhieren electrostáticamente solo a ciertas partes del cable, solo a los lados, o solo hasta los extremos, lo que inhibe el crecimiento del cable en esas direcciones. La cantidad de inhibición depende de las propiedades específicas de los compuestos añadidos.

Si bien este trabajo se realizó con nanocables de óxido de zinc, un material prometedor que está siendo ampliamente estudiado por los investigadores, los científicos del MIT creen que el método que desarrollaron para controlar la forma de los cables “se puede expandir a diferentes sistemas de materiales, "Joo dice, quizás incluido el dióxido de titanio, que se está investigando para dispositivos como las células solares. Debido a que las condiciones benignas de ensamblaje permiten que el material se deposite sobre superficies plásticas, él dice, podría permitir el desarrollo de paneles de visualización flexibles, por ejemplo.

Pero también hay muchas aplicaciones potenciales que utilizan el propio material de óxido de zinc, incluida la producción de baterías, sensores, y dispositivos ópticos. Y el método de procesamiento tiene "el potencial para la fabricación a gran escala, "Dice Joo.

El equipo también espera poder utilizar el método para crear "dispositivos espacialmente complejos de abajo hacia arriba, de polímeros biocompatibles ”. Estos podrían usarse, por ejemplo, para fabricar pequeños dispositivos que podrían implantarse en el cerebro para proporcionar tanto detección como estimulación.

Además de Joo y Chow, la investigación fue realizada por el académico visitante Manu Prakesh, junto con los profesores asociados de Media Lab Edward Boyden y Joseph Jacobson. Fue financiado por el MIT Center for Bits and Atoms; el MIT Media Lab; la Fundación Coreana de Estudios Avanzados; Samsung Electronics; la Sociedad de Becarios de Harvard; el premio Wallace H. Coulter Early Career Award; el premio NARSAD Young Investigator Award; la Fundación Nacional de Ciencias; y el Premio al Nuevo Innovador del Director de los NIH.