Mitä ovat orgaaninen elektroniikka?

Orgaanisessa elektroniikassa on hiilipohjaisia ​​molekyylejä tai hiilipohjaisia ​​polymeerejä, jotka on muodostettu taipuisaksi aineeksi, joka voi johtaa virtaa. Vaikka kemisti löysi sen ensimmäisen kerran vuonna 1862, tutkijat syventyivät polymeerielektroniikan luomiseen tarvittaviin komponentteihin ja prosesseihin vasta 20-luvulla. Valmistajat väittävät, että orgaaninen elektroniikka on halpa tuottaa ja tarjoaa enemmän monipuolisuutta kuin tavalliset elektroniikkakomponentit.

Polymeerit ja muovit yhdistetään yleisemmin sähkövirran eristämiseen tai vastustamiseen kuin sähkövarauksen johtamiseen. 1950-luvulta lähtien tutkijat kehittivät tapoja manipuloida orgaanisia tai hiiltä sisältäviä molekyylirakenteita luoden sarjan yksittäisiä ja kaksoiskemiallisia sidoksia. Tämän jälkeen teknikot lisäävät tai vähentävät elektroneja seostamalla ainetta bromilla, kloorilla tai jodilla johtavuuden lisäämiseksi. Jotkut johtavat polymeerit alkavat asetyleeneinä, aniliinina tai tiofeeneina ja käyvät läpi sitten sähkökemiallisia tai kemiallisia polymerointiprosesseja. Näistä aineista tulee polyasetyleeniä, polyaniliinia ja polytiofeeniä.

Hiilipohjaiset polymeerit ovat tyypillisesti luonteeltaan nestemäisiä tai puolinestemäisiä, ja niitä voidaan käyttää mustesuihku- tai silkkipainatuksen kaltaisilla menetelmillä. Nanohiukkasista tai pienistä molekyyleistä luotu orgaaninen elektroniikka vaatii yleensä monimutkaisempaa tyhjiökäsittelyä. Teknikot lisäävät orgaanisia elektroniikkapolymeerejä tasoittamaan alustan pintoja, kuten paperia, ohuita muovikalvoja ja pahvia, painamalla, pinnoittamalla ja laminoimalla pintoja. Kun orgaaninen elektroniikka annetaan virtaa, se toimii johtimina, puolijohtimina ja valonlähteinä.

Ohutkalvolla oleva muovielektroniikka on tyypillisesti ohuempaa ja painaa vähemmän kuin perinteinen piirilevy. Aineella ja substraatilla on fyysistä joustavuutta, joka puuttuu perinteisiltä elektroniikkakomponenteilta. Valmistajat raportoivat, että orgaanisen elektroniikan luominen huoneenlämmössä vaatii vähemmän energiaa, mikä tekee kokonaisesta lopputuotteesta kustannustehokkaamman. Monet uskovat, että orgaaninen elektroniikka on ympäristöystävällinen vaihtoehto perinteisille elektroniikkakomponenteille, sillä planeetalla on käytännössä rajattomasti orgaanista materiaalia, jota voidaan käyttää rakennuspalikkaina. Koska kyseessä on luonnonmukainen luonne, tutkijat raportoivat, että komponenttien hävittäminen aiheuttaa vähemmän haitallisia ympäristövaikutuksia.

Orgaanisen elektroniikan käytännön sovelluksia ovat orgaaniset valodiodit eli OLED-diodit, jotka muuttavat sähkön valoksi. Jotkut yritykset käyttävät tätä tekniikkaa näyttöjen luomiseen matkapuhelimiin, kannettaviin tietokoneisiin ja muihin elektronisiin laitteisiin. Jotkut suositut elektroniikkayritykset luovat televisioita, joissa on orgaaniset elektroluminesenssinäytöt. Orgaanisilla aineilla on myös kyky absorboida valoa ja muuttaa se sähkövirraksi. Nämä edulliset ja joustavat orgaaniset aurinkosähkökennot tai OPV:t soveltuvat käytettäväksi aurinkoparistoina tai aurinkopaneeleina.