Yeni Polimer Mürekkep Havada ve Yüksek Sıcaklıklarda Yüksek Kararlılık Gösteriyor
Fotoğraf: Mürekkep, çözeltinin yüzeye püskürtülmesiyle çökeltilebiliyor, bu da organik elektronik cihazların üretimini daha kolay ve ucuz hale getiriyor.
İsveç’teki Linköping Üniversitesi’nden bilim insanları, kararlı ve oldukça iletken olan bir polimer mürekkep tasarladılar. Bu buluş, yüksek enerji verimliliklerine sahip yeni baskılı elektroniklerin önünü açıyor.
Çalışmanın detayları Nature Communications’ta yayımlandı.
Elektriği ileten polimerler; piller, transistörler, ışık yayan diyotlar, güneş pilleri ve organik biyosensörler gibi hafif ve esnek elektronik bileşenlerin gelişmesini sağlamışlardır.
Bu tür polimerlerin elektriksel özellikleri “doping” adı verilen bir teknik yardımıyla değiştirilebilir. Bu teknik, polimerin elektriksel özelliklerini değiştirmek için polimere birkaç dopant molekül eklemeyi gerektirir. Dopant moleküle bağlı olarak, doping edilmiş polimer, pozitif yüklü boşlukların (“p-tipi” iletken) ya da negatif yüklü elektronların (“n-tipi” iletken) hareketiyle elektriği iletme kabiliyetine sahiptir.
Büyük Gelişme
Günümüzde, p-tipi bir iletken olan PEDOT:PSS, en yaygın kullanılan iletken polimerdir. PEDOT:PSS, mükemmel ortam kararlılığı, yüksek elektriksel iletkenlik ve en önemlisi sulu dispersiyon olarak ticari kullanılabilirlik gibi çeşitli ikna edici özelliklere sahiptir.
Ancak, birkaç elektronik cihazın çalışması için n-tipi ve p-tipi’nin bir kombinasyonuna ihtiyaç duyulur. Şu anda, PEDOT:PSS ile karşılaştırılabilecek bir n-tipi iletken yok.
Linköping Üniversitesi’nden bilim insanları, Amerika Birleşik Devletleri ve Güney Kore’den çalışma ortaklarıyla birlikte, havada ve hatta daha yüksek sıcaklıklarda kararlı kalan iletken bir n-tipi polimer mürekkep tasarladılar. Bu yeni polimer formülasyonuna BBL:PEI adı verildi.
Linköping Üniversitesi’ndeki Bilim ve Teknoloji Bölümü’nde kıdemli öğretim görevlisi olan Simone Fabiano, “Bu, yeni nesil baskılı elektronik cihazların önünü açan büyük bir ilerleme. Uygun bir n-tipi polimerin eksikliğinde işlevsel elektronik cihazlar tasarlamak tek ayak üzerinde yürümek gibidir. Artık ikinci ayağı da temin edebiliriz.” diyor.
Linköping Üniversitesi’nde doktora sonrası çalışmaları yapan ve araştırmanın baş yazarı olan Chi-Yuan Yang, “PEDOT:PSS ile mümkün olan her şey yeni polimerimizle de mümkün. PEDOT:PSS ve BBL:PEI kombinasyonu, kararlı ve verimli elektronik devrelerinin geliştirilmesi için yeni olanaklar sağlıyor.” diyor.
Ucuz ve Kolay
En yeni n-tipi malzeme, solvent olarak etanolün kullanıldığı bir mürekkep formunda bulunuyor. Mürekkep, çözeltinin yüzeye püskürtülmesiyle çökeltilebiliyor, bu da organik elektronik cihazların üretimini daha kolay ve ucuz hale getiriyor.
Buna ek olarak, şu anda geliştirilmekte olan ve zararlı çözücüler içeren birkaç diğer n-tipi organik iletkenlere kıyasla mürekkep son derece çevre dostu. Simone Fabiano, bu teknolojinin düzenli kullanım için hazır olduğundan emin.
Simone Fabiano, “Bunun büyük ölçekli üretimi zaten mümkün ve nispeten kısa bir sürede bu kadar ileri gitmekten heyecan duyuyoruz. BBL:PEI’nin PEDOT:PSS ile aynı etkiye sahip olmasını bekliyoruz. Aynı zamanda, mürekkebi çeşitli teknolojilere uyarlamak için yapılacak çok şey var ve malzeme hakkında daha fazla şey öğrenmemiz gerekiyor.” diyor.
Çalışma, Knut and Alice Wallenberg Vakfı, İsveç Araştırma Konseyi, Åforsk Vakfı, Olle Engkvist Vakfı, Vinnova, ve Linköping Üniversitesi’ndeki stratejik araştırma alanı olan Advanced Functional Materials tarafından mali olarak desteklenmiştir.
Kaynak: azom.com
