חוקרים מתחום מדעי החומרים משתמשים בטכניקה חדשה כדי ליצור מוצרי אלקטרוניקה מפלסטיק עם צבע שניתן להשתמש בהם כדי להפוך את הגאדג'טים הפופולריים לזולים יותר וטובים יותר עבור הסביבה.

מדענים מאוניברסיטת מישיגן (UM) הודיעו לאחרונה כי גילו דרך להפוך פולימרים מוליכים למחצה סוררים - כמו אלה המשמשים במעבדי מחשב ותצוגות LED - לניתנים יותר לניהול.

רוב המוליכים למחצה המשמשים באלקטרוניקה מודרנית הם אנאורגניים, או מבוססים על חומרים אחרים מלבד פחמן, כמו סיליקון או נחושת. בְּעוֹדמוליכים למחצה אנאורגנייםעושים עבודה מצוינת בפיזור תשלום באמצעות מכשיר אלקטרוני, הם יקרים ואי אפשר לייצר אותם ללא ציוד מיוחד.

לעומת זאת, מוליכים למחצה אורגניים ופלסטיקים כמו אלה המשמשים את חוקרי ה-UM, יכולים להיות מוכנים על ספסל מעבדה בסיסי. עם זאת, מדענים גילו שהם אינם יעילים בביצוע מטען דרך מכשיר אלקטרוני כמו אחיהם האנאורגניים. או לפחות, כך היה עד לאחרונה.

ניתן להבריש את הפולימרים המוליכים למחצה החדשים "הניתנים לצביעה" על פני משטח כדי ליצור סרט שכבה דקה המסוגל לשאת מטען ללא הפרעה.

"זו פריצת דרך גדולה", אמר ג'ינסאנג קים, פרופסור למדעי החומרים והנדסה ב-UM, בהצהרה. "זהו בפעם הראשונה סרט שכבה דקה, מוליכה, מיושר מאוד עבור מוצרי אלקטרוניקה פלסטית בעלת ביצועים גבוהים, הניתנים לצביעה, הניתנת לכתיבה ישירה."

ההחלטה ליצור פתרון פולימר נוזלי הובילה לכמה הזדמנויות מעניינות לחדשנות של קים וחבריו החוקרים. ראשית, הם תכננו את הפולימרים להיות חלקלקים, כי כפי שקים הסבירה, פולימרים רגילים מתהדרים יחד כמו "אטריות שטוחות שנשארו במקרר".

על ידי בחירת פולימרים עם טוויסט טבעי, הצוות הצליח גם למנוע מהפולימרים להידבק זה לזה בתוך התמיסה. אבל חוקרים מצאו אז דרך לפולימרים להתיישר זה עם זה כדי ליצור כביש מהיר נושא מטען לאנרגיה המועברת דרך המוליך למחצה. כדי להשיג זאת, הם תכננו את הפולימרים להתפתל כשהממס יתייבש.

כדי למנוע עוד יותר את היצמדות הפולימרים, הוסיפו החוקרים זרועות גמישות לצידי הפולימרים השטוחים דמויי החוט. הזרועות עזרו לכל פולימר לדחוף את שכניו ולהישאר מבודדים בתמיסה. כאשר מכחול נגרר על פני התמיסה, הפולימרים התיישרו בכיוון הכוח המופעל.

לאחר צביעת הפולימרים על פיסת סרט פלסטיק, צוות UM בנה את ה-"Paintable"מוליך למחצה לטרנזיסטור פשוט, כמו זה שנהג לייצר מעבדי מחשב. והמכשיר עבד.

"על ידי שילוב עיקרון העיצוב המולקולרי המבוסס עם פולימר בעל ניידות נושאת מטען פנימית טובה מאוד, אנו מאמינים שזה יעשה הבדל עצום באלקטרוניקה אורגנית", אמר קים.

קים אמר גם שהוא מאמין שהסרט המוליך למחצה יהיה שימושי לייצור מוצרי אלקטרוניקה כמו אלה המשמשים בתצוגות LED או ציפוי בולמי אור עבור תאים סולאריים.