Dans un développement bénéfique à la fois pour l'industrie et l'environnement, Les chercheurs de l'UC Santa Barbara ont créé un revêtement de haute qualité pour l'électronique organique qui promet de réduire le temps de traitement ainsi que les besoins en énergie.

"C'est plus rapide, et c'est non toxique, " dit Kollbe Ahn, membre du corps professoral de la recherche à l'Institut des sciences marines de l'UCSB et auteur correspondant d'un article publié dans Lettres nano .

Dans la fabrication d'électronique polymère (également connue sous le nom de « organique »), la technologie derrière les écrans flexibles et les cellules solaires, le matériau utilisé pour diriger et déplacer le courant est d'une importance capitale. Étant donné que les défauts réduisent l'efficacité et la fonctionnalité, une attention particulière doit être portée à la qualité, jusqu'au niveau moléculaire.

Souvent, cela peut signifier de longs délais de traitement, ou des processus relativement inefficaces. Cela peut aussi signifier l'utilisation de substances toxiques. Alternativement, les fabricants peuvent choisir d'accélérer le processus, qui pourrait coûter de l'énergie ou de la qualité.

Heureusement, comme il s'avère, Efficacité, la performance et la durabilité ne doivent pas toujours être échangées l'une contre l'autre dans la fabrication de ces appareils électroniques. Ne cherchez pas plus loin que la plage du campus, les chercheurs de l'UCSB se sont inspirés des mollusques qui y vivent. Moules, qui ont perfectionné l'art de s'accrocher à pratiquement n'importe quelle surface dans la zone intertidale, servir de modèle pour un lisse moléculaire, monocouche auto-assemblée pour transistors à effet de champ polymères à haute mobilité - en substance, un revêtement de surface qui peut être utilisé dans la fabrication et le traitement du polymère conducteur qui maintient son efficacité.

Plus précisement, selon Ahn, c'est le mécanisme d'adhésion de la moule qui a suscité l'intérêt des chercheurs. "Nous nous inspirons des protéines à l'interface entre la plaque et le substrat, " il a dit.

Avant que les moules ne s'attachent à la surface des rochers, des pilotis ou autres ouvrages trouvés dans la zone intertidale inhospitalière, ils sécrètent des protéines à travers le bosquet ventral de leurs pieds, de façon incrémentale. Dans une étape qui améliore les performances de collage, une fine couche d'amorçage de molécules de protéines est d'abord générée comme un pont entre le substrat et d'autres protéines adhésives dans les plaques qui font basculer les fils de byssus de leurs pieds pour surmonter la barrière d'eau et d'autres impuretés.

Ce type de molécule zwitterionique - à charges positives et négatives - inspirée des protéines natives de la moule (polyampholytes), peut s'auto-assembler et former une couche mince sub-nano dans l'eau à température ambiante en quelques secondes. La monocouche sans défaut fournit une plate-forme pour les polymères conducteurs dans la direction appropriée sur diverses surfaces diélectriques.

Méthodes actuelles pour traiter les surfaces de silicium (la surface diélectrique la plus courante), pour la fabrication de transistors organiques à effet de champ, nécessite une méthode de traitement par lots peu pratique, dit Ahn. Bien que la chaleur puisse accélérer cette étape, elle implique l'utilisation d'énergie et augmente le risque de défauts.

Avec ce mécanisme de revêtement bio-inspiré, un procédé de revêtement par immersion rouleau à rouleau continu pour produire des dispositifs électroniques organiques est possible, selon les chercheurs. Il évite également l'utilisation de produits chimiques toxiques et leur élimination, en les remplaçant par de l'eau.

"L'importance environnementale de ce travail est que ces nouveaux apprêts bio-inspirés permettent la nanofabrication sur des surfaces en dioxyde de silicone en l'absence de solvants organiques, températures de réaction élevées et réactifs toxiques, " a déclaré le co-auteur Roscoe Lindstadt, un étudiant chercheur diplômé dans le laboratoire du professeur de chimie de l'UCSB Bruce Lipshutz. « Pour que les praticiens passent à une version plus récente, des protocoles plus respectueux de l'environnement, ils doivent être compétitifs avec ceux qui existent déjà, et heureusement, les performances de l'appareil sont améliorées en utilisant cette méthode "plus verte".