Dispositivi elettronici flessibili, la ricerca fa passi avanti


I dispositivi elettronici flessibili sono il sogno di molti appassionati tecnofili, ma perché possano tradursi in realtà sono necessari una serie di avanzamenti tecnologici che consentano di realizzare elementi in grado di resistere agli stress meccanici senza che vengano compromesse le loro prestazioni elettriche. Ciò vuol dire che sia gli elementi elettronici sia i substrati su cui essi sono collocati devono essere capaci di resistere in maniera omogenea a condizioni particolarmente avverse.

Sungjun Park, ricercatore per il Gwangju Institute of Science and Technology, ha coordinato un team di ricerca che ha realizzato dei componenti elettronici sperimentali dello spessore di una molecola collocandoli su di un substrato flessibile.

Il lavoro dei ricercatori si basa su esperimenti già condotti in precedenza nel campo dell’elettronica molecolare, inclusi i lavori dello stesso gruppo che riguardano la realizzazione di un transistor su un substrato rigido. I ricercatori hanno depositato molecole aromatiche di tiolo che si organizzano in strati autoassemblati caratterizzati da proprietà elettroniche ben note. Per questo esperimento i ricercatori hanno realizzato dispositivi a due terminali, analoghi ai diodi, dal momento che non è stato possibile realizzare transistor in quantità idonee alla sperimentazione.

Le molecole sono state depositate su un substrato costituito da poliimmide, selezionato perché oltre ad essere flessibile è in grado di tollerare adeguatamente le elevate temperature necessarie al processo di deposizione degli strati di molecole. In questo modo i ricercatori sono stati capaci di realizzare 512 dispositivi elettronici su tessere trasparenti di PI, dalla forma quadrata da 3 centimetri di lato.

Queste tessere sono state arrotolate su piccoli cilindri con raggio di curvatura di 5mm e di 10mm, così come su uno stuzzicadente che ha raggio di curvatura di circa 1 millimetro. Le tessere sono poi state torte a formare una elica ed infine sono state piegate meccanicamente e raddrizzate per un migliaio di volte.

Per ogni stress meccanico i ricercatori hanno verificato l’output di corrente elettrica a seguito dell’applicazione di una tensione. Le rilevazioni strumentali hanno mostrato che questi dispositivi sono in grado di comportarsi egregiamente in qualsiasi condizione senza che ne’ il substrato, ne’ i dispositivi elettronici si siano danneggiati o abbiano viste compromesse le loro proprietà elettriche.

Sebbene gli elementi elettronici a due terminali non siano così versatili come gli elementi a tre terminali (i transistor), l’esperimento dei ricercatori ha consentito di provare il principio della fattibilità di elementi elettronici realizzati a strati di singole molecole. L’attività di ricerca sarà ora volta a realizzare circuiti elettronici integrati che possano sottostare ad un’ampia varietà di stress meccanici senza compromettere le loro funzionalità elettriche ed elettroniche.