Ácido cafeico em semicondutores: mais rápido e eficiente

O ácido cafeico, um ingrediente natural do café, pode fazer com que os semicondutores funcionem mais rapidamente . Isso de acordo com uma pesquisa do Instituto Japonês de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada (AIST). Na verdade, uma fina película de ácido cafeico na superfície do eletrodo de um semicondutor orgânico melhoraria o fluxo de corrente em até 100 vezes . A substância faz com que as moléculas se alinhem na superfície do semicondutor orgânico, reduzindo assim a resistência ao fluxo. Mas como os pesquisadores conseguiram chegar a tal resultado e o que isso significa para o mundo da tecnologia?

O problema do impacto ambiental de semicondutores e outras substâncias usadas em combinação com ácidos

Atualmente, os fabricantes de semicondutores orgânicos usam materiais ambientalmente problemáticos para implementar camadas de modificação de eletrodos. De fato, um dos polímeros utilizados, chamado Pedot:PSS, levanta preocupações sobre a poluição ambiental. Infelizmente, como alternativa, um material de trióxido de molibdênio usa um óxido de elemento metálico escasso.

Os pesquisadores realizaram testes usando o ácido em questão e uma variedade de materiais de eletrodos; estes incluem ouro, prata, cobre, ferro, óxido de índio e estanho (ITO) e silício com uma camada de óxido nativo .
Seus gráficos mostram que a função trabalho do eletrodo aumentou em até 0,5 eV (elétron-volt) após o tratamento com ácido cafeico. Além disso, o filme fino de ácido cafeico não se dissolve nos solventes orgânicos normalmente usados ​​na produção de filmes finos de semicondutores orgânicos .

O processo por trás da operação e as consequências da aplicação de ácido cafeico em semicondutores

Os cientistas do AIST observaram que a ação do ácido cafeico no eletrodo faz com que as moléculas se alinhem espontaneamente na superfície do componente . Isso ocorre reduzindo a resistência ao fluxo de corrente e alcançando o aumento de 100 vezes no fluxo de corrente.

A esperança dos pesquisadores é que a descoberta seja particularmente valiosa para promover a sustentabilidade. Na verdade, o ácido cafeico é assim chamado porque foi originalmente encontrado em extratos de café; estudiosos posteriores também o encontraram em muitos alimentos de origem vegetal, nas plantas e na natureza em geral. Através da sua utilização espera-se reduzir ou evitar o uso de recursos químicos nocivos ao meio ambiente ou insustentáveis.

Através de seu uso será possível desenvolver futuros dispositivos semicondutores orgânicos. Alguns exemplos são os diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) e as células solares orgânicas (OPVs).

Ácido cafeico, um componente que "parece" incomum para uso em eletrônicos

Para melhor compreender a singularidade da descoberta e sua relação com a fácil disponibilidade na natureza é melhor fazer alguns esclarecimentos. Em primeiro lugar devemos esclarecer que não tem correlação com a cafeína e não devemos nos deixar enganar pelo nome. Embora os cientistas tenham encontrado sua presença em bebidas de café, conforme relatado anteriormente, é muito abundante na natureza.

Por exemplo, as plantas que o contêm são o Eucalyptus globulus (na casca), o grão de cevada Hordeum vulgare e a erva Dipsacus asperoides . Ou na samambaia de água doce Salvinia molesta , ou ainda, é um dos componentes do óleo de oliva e argan. É encontrado em níveis relativamente altos em ervas da família das mentas, especialmente tomilho, sálvia e hortelã. Outros alimentos onde pode ser encontrada são as especiarias, como a canela do Ceilão e o anis estrelado. Mas ainda assim, também está presente em níveis moderados em sementes de girassol, purê de maçã, damascos e ameixas.

A lista continua e dá-nos a entender a importância das implicações da sua utilização numa área tão carregada de pedidos de materiais. Os semicondutores são os blocos de construção de todos os principais dispositivos eletrônicos, como transistores, diodos e outros. Com o advento dos eletrônicos de consumo, estes passaram por um forte aumento na produção. Mas, ao mesmo tempo, também causaram grande preocupação com o descarte e o impacto ambiental . Acolhemos, portanto, soluções que possam conduzir a uma melhoria (pelo menos inicial e parcial) destas condições. E, enquanto isso, melhore o desempenho dos próprios dispositivos.

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