Новости химической науки > Биоразлагаемая электроника из шеллака

Исследователи из Австрии, Румынии и Турции использовали природную смолу шеллак для разработки биологически совместимых органических полевых транзисторов [organic field-effect transistors (OFET)], которые могли бы привести к созданию биологически разлагаемых электронных устройств, а также упростить использование ОПТ в организме.

Вместе со своими хорошо известными родственниками – органическими фотогальваническими элементами и органическими светоизлучающими диодами, органические полевые транзисторы уже коренным образом изменили электронную промышленность – благодаря этим устройствам у нас появились гибкие экраны и легкие солнечные батареи. Применение в качестве диэлектрика шеллака в таких устройствах отличается рядом преимуществ, как, например, низкая стоимость, низкая токсичность и малое влияние на окружающую среду.

Рисунок из Green Chem., 2013, DOI: 10.1039/c3gc40388b

Применяющаяся в настоящее время в косметической и пищевой промышленности природная смола шеллак ранее также использовалась для изготовления грампластинок и средств для ухода за мебелью. Шеллак состоит из смеси алифатических и алициклических гидроксикислот, которые легко сшиваются под воздействием повышенной температуры, образуя гладкую стеклообразную поверхность, которая является идеальной подложкой, для создания органических полевых транзисторов. Еще одним достоинством шеллака является легкость его обработки.

Исследователи из группы Михая Иримиа-Владу (Mihai Irimia-Vladu) из Университета Иоганна Кеплера в Австрии с помощью центрифугирования раствора шеллака в этаноле нанесли биополимер на слой алюминия/оксида алюминия, получив неорганические-органические диэлектрические затворы, на которые могут быть нанесены органические полупроводники – фуллерен C₆₀ или пентацен.

Органические полевые транзисторы на основе шеллака хорошо проявили себя при проведении электрохимических тестов. Они продемонстрировали работу без гистерезиса, что говорит о небольшом содержании закрязнений/включений, которые могли бы перехватывать заряды и понижать производительность устройства. В соответствии со словами Иримиа-Владу, отсутствие гистерезиса для органических полевых транзисторов позволяет поставить шеллак в один ряд с другими диэлектриками природного происхождения, например – с шелком, однако пока главным недостатком, который следует преодолеть, является хрупкость природного шеллака.

Алон Городецки (Alon Gorodetsky), эксперт по биомолекулярной электроники из Университета Калифорнии (Ирвин) приятно поражен электрохимическими свойствами новых устройств, полагая, что шеллак выступает в роли хорошего нового члена клуба биологически совместимых материалов для создания органической электроники.

В планах исследователей из группы Иримиа-Владу разработка гибкой версии шеллака и более детальное изучение его электрохимии с целью более глубокого понимания причин отсутствия гистерезиса.

Источник: Green Chem., 2013, DOI: 10.1039/c3gc40388b

метки статьи: #молекулярная электроника, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров