Flexível, Nanotubo

Isabel Montalbano | 25 de agosto de 2023

A invenção de um diodo orgânico emissor de luz (OLED) resistente à água, transparente e flexível, que emite e transmite luz mesmo quando exposto à água, pode abrir caminho para uma nova onda de tecnologia de display à prova d'água mais durável, de acordo com os pesquisadores que desenvolveu a tecnologia.

Pesquisadores da Escola de Engenharia Elétrica do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) usaram o material à base de carbono MXene para desenvolver o OLED, que também pode ser usado em telas externas porque emite um brilho detectável a olho nu mesmo sob luz solar, eles disseram.

Acredita-se que os displays transparentes e flexíveis sejam o caminho a seguir para a tecnologia de display para tudo, desde carros até têxteis inteligentes; no entanto, eles tendem a quebrar facilmente mesmo quando sofrem pequenas deformações.

Para criar telas mais duradouras e duráveis, os cientistas têm experimentado uma variedade de novos materiais, como nanotubos de carbono, grafeno, nanofios de prata e polímeros condutores.

MXene – um material 2D com alta condutividade elétrica e transmitância óptica – também é um desses materiais. No entanto, as suas propriedades eléctricas degradam-se facilmente quando expostas à humidade atmosférica e à água, o que até agora limitou severamente a sua utilização para o desenvolvimento de ecrãs de informação, disseram os investigadores.

Para resolver este problema, a equipe, co-liderada pelo professor Kyung Cheol Choi da Escola de Engenharia Elétrica KAIST e pelo Dr. Yonghee Lee do National Nano Fab Center (NNFC), aplicou uma membrana de encapsulamento para proteger os materiais do OLED.

Especificamente, os pesquisadores bloquearam a umidade e forneceram flexibilidade por meio da compensação de tensão residual, produzindo em última análise uma membrana de encapsulamento de camada dupla. Além disso, eles anexaram uma fina película plástica com alguns micrômetros de espessura à camada superior para permitir a lavagem em água sem degradação.

Esta membrana protege os materiais da oxidação causada pela umidade e oxigênio, produzindo em última análise um OLED baseado em MXene com longa vida útil e alta estabilidade contra fatores ambientais externos, relataram eles em um artigo sobre seu trabalho na revista ACS Nano.

Especificamente, o OLED é um OLED vermelho(R)/verde(G)/azul(B) que emite um brilho de mais de 1.000 cd/m2. Quanto ao OLED vermelho baseado em MXene, os pesquisadores confirmaram uma vida útil de armazenamento em standby de 2.000 horas, sob 70% de luminescência; vida útil em standby de 1.500 horas, sob 60% de luminescência; e uma flexibilidade que suporta 1.000 ciclos sob uma curvatura baixa de menos de 1,5 mm, relataram.

Os pesquisadores também demonstraram que o OLED pode manter seu desempenho mesmo após seis horas de imersão em água, sob 80% de luminescência. Eles também usaram uma técnica de padronização para produzir o OLED na forma de uma matriz passiva, demonstrando seu uso como display transparente ao exibir letras e formas.

“Ao produzir um MXene OLED do tipo matriz e exibir letras e formas simples, lançamos as bases para a aplicação do MXene no campo de displays transparentes”, disse So Yeong Jeong, estudante de pós-graduação da KAIST, um dos pesquisadores do projeto.

Na verdade, a pesquisa deve fornecer uma diretriz para outros pesquisadores sobre como aplicar o MXene no desenvolvimento de dispositivos elétricos, disse Choi. No entanto, também pode ser aplicado a outros campos que exigem exibições flexíveis e transparentes, como automóveis, moda e roupas funcionais.

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