Por Sarah CP Williams
Imagine una pantalla digital delgada tan flexible que pueda envolverla alrededor de su muñeca, doblarla en cualquier dirección o curvarla sobre el volante de su automóvil. Investigadores de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular (PME) de la Universidad de Chicago han diseñado un material de este tipo, que puede doblarse por la mitad o estirarse hasta más del doble de su longitud original mientras sigue emitiendo un patrón fluorescente.
El material, descrito en Nature Materials, tiene una amplia gama de aplicaciones, desde dispositivos electrónicos portátiles y sensores de salud hasta pantallas de computadora plegables.
Sihong Wang, profesor asistente de ingeniería molecular, quien dirigió la investigación con Juan de Pablo, Liew Family Catedrático de Ingeniería Molecular.
Las pantallas de la mayoría de los teléfonos inteligentes de gama alta, así como un número cada vez mayor de televisores, utilizan tecnología OLED (diodo orgánico emisor de luz), que intercala pequeñas moléculas orgánicas entre los conductores. Cuando se enciende una corriente eléctrica, las pequeñas moléculas emiten una luz brillante. La tecnología es más eficiente energéticamente que las pantallas LED y LCD más antiguas y es elogiada por sus imágenes nítidas. Sin embargo, los componentes básicos moleculares de los OLED tienen enlaces químicos estrechos y estructuras rígidas.
Wang y de Pablo sabían lo que se necesita para imbuir la capacidad de estiramiento en los materiales (polímeros largos con cadenas moleculares flexibles) y también sabían qué estructuras moleculares se requerían para que un material orgánico emitiera luz de manera muy eficiente. Se propusieron crear nuevos polímeros que integraran ambas propiedades.
Armados con predicciones computacionales para nuevos polímeros electroluminiscentes flexibles, construyeron varios prototipos. Tal como lo había predicho el modelo, los materiales eran flexibles, elásticos, brillantes, duraderos y energéticamente eficientes.
Una característica clave en su diseño fue el uso de «fluorescencia retardada activada térmicamente», que permitió que los materiales convirtieran la energía eléctrica en luz, de una manera altamente eficiente. Este mecanismo de tercera generación para emisores orgánicos puede proporcionar materiales con un rendimiento similar al de las tecnologías OLED comerciales.
Wang ha desarrollado previamente chips informáticos neuromórficos estirables que pueden recopilar y analizar datos de salud en una especie de curita flexible. La capacidad de crear ahora pantallas extensibles se suma a su creciente conjunto de herramientas para la electrónica portátil de próxima generación.
Los materiales flexibles que emiten luz, dijo, no solo se pueden usar para mostrar información, sino que también se pueden integrar en sensores portátiles que requieren luz. Los sensores que miden la oxigenación de la sangre y la frecuencia cardíaca, por ejemplo, generalmente hacen brillar una luz a través de los vasos sanguíneos para detectar el flujo sanguíneo.
Wang dijo que un material de iluminación flexible también podría, eventualmente, integrarse en dispositivos implantables, como aquellos que usan luz para controlar la actividad de las neuronas en el cerebro (este tipo de optogenética actualmente se usa solo en experimentos con animales para comprender mejor el cerebro y las enfermedades cerebrales).
El equipo planea desarrollar nuevas iteraciones de la pantalla en el futuro, integrando colores adicionales en la fluorescencia y mejorando la eficiencia y el rendimiento.
