Investigadores en AMBER, el centro de investigación de ciencia de materiales financiado por la Fundación de Ciencias de Irlanda alojado en el Trinity College de Dublín, han fabricado transistores impresos que consisten enteramente en nanomateriales bidimensionales por primera vez. Estos materiales 2D combinan interesantes propiedades electrónicas con el potencial de una producción a bajo costo. Este avance podría desbloquear el potencial de aplicaciones como el envasado de alimentos que muestra una cuenta regresiva digital para advertirle de que se echan a perder. etiquetas de vino que le avisan cuando su vino blanco está en su temperatura óptima, o incluso un panel de ventana que muestra el pronóstico del día. Los hallazgos del equipo AMBER se han publicado hoy en la revista líder Ciencias .

Este descubrimiento abre el camino a la industria, como las TIC y la farmacéutica, para imprimir de forma económica una gran cantidad de dispositivos electrónicos, desde células solares hasta LED, con aplicaciones que van desde etiquetas inteligentes interactivas para alimentos y medicamentos hasta pasaportes electrónicos y seguridad para billetes de última generación.

Profesor Jonathan Coleman, quien es investigador en AMBER y Trinity's School of Physics, dijo, "En el futuro, Los dispositivos impresos se incorporarán incluso a los objetos más mundanos, como etiquetas, carteles y embalajes. Los circuitos electrónicos impresos (construidos a partir de los dispositivos que hemos creado) permitirán que los productos de consumo se reúnan, proceso, mostrar y transmitir información:por ejemplo, Los cartones de leche pueden enviar mensajes a su teléfono advirtiendo que la leche está a punto de quedarse vencida.

Creemos que los nanomateriales 2D pueden competir con los materiales que se utilizan actualmente para la electrónica impresa. En comparación con otros materiales empleados en este campo, Nuestros nanomateriales 2D tienen la capacidad de producir dispositivos impresos más rentables y de mayor rendimiento. Sin embargo, Si bien la última década ha subrayado el potencial de los materiales 2D para una variedad de aplicaciones electrónicas, sólo se han dado los primeros pasos para demostrar su valía en la electrónica impresa. Esta publicación es importante porque muestra que la realización, Los nanomateriales 2D semiconductores y aislantes se pueden combinar en dispositivos complejos. Sentimos que era de vital importancia centrarse en la impresión de transistores, ya que son los interruptores eléctricos en el corazón de la informática moderna. Creemos que este trabajo abre el camino para imprimir una gran cantidad de dispositivos únicamente a partir de nanohojas 2D ".

Dirigido por el profesor Coleman, en colaboración con los grupos del profesor Georg Duesberg (AMBER) y el profesor Laurens Siebbeles (TU Delft, Países Bajos), el equipo utilizó técnicas de impresión estándar para combinar nanohojas de grafeno como electrodos con otros dos nanomateriales, diselenuro de tungsteno y nitruro de boro como canal y separador (dos partes importantes de un transistor) para formar un todo-nanohoja, transistor de trabajo.

La electrónica imprimible se ha desarrollado durante los últimos treinta años basándose principalmente en moléculas imprimibles basadas en carbono. Si bien estas moléculas se pueden convertir fácilmente en tintas imprimibles, tales materiales son algo inestables y tienen limitaciones de rendimiento bien conocidas. Ha habido muchos intentos de superar estos obstáculos utilizando materiales alternativos, como nanotubos de carbono o nanopartículas inorgánicas, pero estos materiales también han mostrado limitaciones en cuanto a rendimiento o capacidad de fabricación. Si bien el rendimiento de los dispositivos 2D impresos aún no se puede comparar con los transistores avanzados, el equipo cree que existe un amplio margen para mejorar el rendimiento más allá del estado actual de la técnica de los transistores impresos.

La capacidad de imprimir nanomateriales 2D se basa en el método escalable del profesor Coleman para producir nanomateriales 2D, incluido el grafeno, nitruro de boro, y nanohojas de diselenuro de tungsteno, en líquidos, un método que ha licenciado a Samsung y Thomas Swan. Estas nanohojas son nanopartículas planas que tienen unos pocos nanómetros de grosor pero cientos de nanómetros de ancho. Críticamente, nanohojas hechas de diferentes materiales tienen propiedades electrónicas que pueden conducir, aislante o semiconductor y, por lo tanto, incluye todos los componentes básicos de la electrónica. El procesamiento de líquidos es especialmente ventajoso porque produce grandes cantidades de materiales 2D de alta calidad en una forma que es fácil de procesar en tintas. La publicación del profesor Coleman ofrece la posibilidad de imprimir circuitos a un costo extremadamente bajo, lo que facilitará una variedad de aplicaciones, desde carteles animados hasta etiquetas inteligentes.