Flexible, Nanotubo

Isabel Montalbano | 25 de agosto de 2023

La invención de un diodo emisor de luz orgánico (OLED) resistente al agua, transparente y flexible que emite y transmite luz incluso cuando se expone al agua podría allanar el camino para una nueva ola de tecnología de pantalla impermeable más duradera, según los investigadores que desarrolló la tecnología.

Investigadores de la Escuela de Ingeniería Eléctrica del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) utilizaron el material a base de carbono MXene para desarrollar el OLED, que también se puede utilizar en pantallas exteriores porque emite un brillo detectable a simple vista incluso bajo la luz del sol, dijeron.

Se cree que las pantallas transparentes y flexibles son el camino a seguir para la tecnología de visualización para todo, desde automóviles hasta textiles inteligentes; sin embargo, tienden a romperse fácilmente al experimentar incluso pequeñas deformaciones.

Para crear pantallas más duraderas y duraderas, los científicos han estado experimentando con una variedad de nuevos materiales, como nanotubos de carbono, grafeno, nanocables de plata y polímeros conductores.

MXene, un material 2D con alta conductividad eléctrica y transmitancia óptica, también es uno de esos materiales. Sin embargo, sus propiedades eléctricas se degradan fácilmente cuando se exponen a la humedad atmosférica y al agua, lo que hasta ahora ha limitado gravemente su uso para desarrollar pantallas de información, dijeron los investigadores.

Para resolver este problema, el equipo, codirigido por el profesor Kyung Cheol Choi de la Escuela de Ingeniería Eléctrica KAIST y el Dr. Yonghee Lee del Centro Nacional Nano Fab (NNFC), aplicó una membrana de encapsulación para proteger los materiales del OLED.

Específicamente, los investigadores bloquearon la humedad y proporcionaron flexibilidad mediante la compensación de la tensión residual, produciendo en última instancia una membrana de encapsulación de doble capa. Además, colocaron una fina película plástica de unos pocos micrómetros de espesor en la capa superior para permitir el lavado en agua sin degradación.

Esta membrana protege los materiales de la oxidación causada por la humedad y el oxígeno, produciendo en última instancia un OLED basado en MXene con una larga vida útil y alta estabilidad contra factores ambientales externos, informaron en un artículo sobre su trabajo en la revista ACS Nano.

En concreto, el OLED es un OLED rojo(R)/verde(G)/azul(B) que emite un brillo de más de 1.000 cd/m2. En cuanto al OLED rojo basado en MXene, los investigadores confirmaron una vida útil de almacenamiento en espera de 2000 horas, con un 70% de luminiscencia; una vida útil en espera de 1.500 horas, con una luminiscencia inferior al 60 %; y una flexibilidad que soporta 1.000 ciclos bajo una curvatura baja de menos de 1,5 mm, informaron.

Los investigadores también demostraron que el OLED puede mantener su rendimiento incluso después de seis horas de inmersión bajo el agua, con una luminiscencia del 80%. También utilizaron una técnica de patrones para producir el OLED en forma de matriz pasiva, demostrando su uso como pantalla transparente al mostrar letras y formas.

"Al producir un OLED MXene de tipo matriz y mostrar letras y formas simples, hemos sentado las bases para la aplicación de MXene en el campo de las pantallas transparentes", dijo el estudiante graduado de KAIST So Yeong Jeong, uno de los investigadores del proyecto.

De hecho, la investigación debería proporcionar una guía para otros investigadores sobre cómo aplicar MXene para desarrollar dispositivos eléctricos, dijo Choi. Sin embargo, también se puede aplicar a otros campos que requieren pantallas flexibles y transparentes, como los automóviles, la moda y la ropa funcional.

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