Polímeros conductores tipo n como conductores eléctricos en futuras aplicaciones electrónicas de circuito impreso
Los científicos del instituto Fraunhofer IWS han desarrollado un polímero conductor de tipo n que exhibe una conductividad eléctrica superior en más de un orden a la de los polímeros conductores de tipo n convencionales. Estos novedosos polímeros abren una nueva dimensión a nuevas aplicaciones en el campo de la electrónica orgánica flexible.
Desde los ochenta se sabe que la conductividad eléctrica de los polímeros puede ser comparable a la de los metales. De hecho, los científicos que hicieron este descubrimiento tecnológico recibieron por ello el premio Nobel de química en el año 2000. Existe una diferencia decisiva entre los polímeros y los metales: en el caso de los metales, los electrones son los responsables de la conductividad; sin embargo, en los polímeros comerciales, la conductividad se debe a un portador de carga con carga elemental positiva (una conducción tipo p; por ejemplo, PEDOT:PSS).
Figura 1: Conductividad de un polímero conductor de tipo n (no dopado)/ en comparación con un polímero comercial. Autor: Fraunhofer IWS Dresden.
Aparte del conductor tipo p, la mayoría de los componentes electrónicos requieren también un material conductor tipo n. Sin embargo, los polímeros conductores tipo n desarrollados hasta ahora ni presentan una conductividad suficiente ni son los bastante robustos para soportar las condiciones ambientales. El polímero conductor de tipo n desarrollado por el equipo “Printing Technology” del instituto Fraunhofer IWS de Dresde exhibe una conductividad eléctrica un orden de magnitud mayor que los polímeros conductores tipo n convencionales (figura 1). Además, mediante dopaje se puede incrementar la conductividad en otro 40%.
Por otro lado, la estabilidad de este polímero en condiciones ambientales es de excelente calidad e incluso suficiente para numerosas aplicaciones. Después de 30 días, la conductividad apenas se reduce a la mitad, lo cual constituye un resultado excelente si se tiene en cuenta que los polímeros convencionales de tipo n no encapsulados la pierden al cabo de unas pocas horas. La alta estabilidad de los polímeros desarrollados por el IWS puede explicarse mediante la función de trabajo de los electrones, de aproximadamente 4,5 eV.
Este nuevo material abre todo un universo de nuevas posibilidades de aplicación en electrónica orgánica flexible; por ejemplo, en la producción de generadores termoeléctricos, transistores o células solares orgánicas.
El seminario 'Energy Harvesting Systems – FlexTEG', que se celebrará los días 25 y 26 de junio en el instituto Fraunhofer IWS de Dresde, abordará cuestiones tales como el desarrollo de nuevos materiales, el diseño de sistemas y las tecnologías de fabricación de generadores termoeléctricos flexibles.
