Cientistas criaram uma tela OLED flexível que não perde o brilho.

Durante anos, cientistas têm tentado encontrar uma maneira de criar uma tela OLED que possa dobrar, torcer e esticar, mantendo um brilho intenso e estável. Essas telas poderiam potencialmente levar a uma nova classe de eletrônicos, como, por exemplo, serem integradas em tecidos de roupas para exibir informações sobre a velocidade ou a frequência cardíaca de um corredor.

Fonte da imagem: Milo Galli / unsplash.com

Até então, havia uma desvantagem: quanto mais o material era esticado, mais perceptível se tornava a queda de brilho da tela. Uma descoberta revolucionária foi feita por uma equipe de cientistas liderada por Yury Gogotsi, da Universidade Drexel (Pensilvânia, EUA) – eles desenvolveram uma classe especial de materiais MXene que permite que as telas OLED mantenham seu brilho mesmo quando significativamente esticadas, por exemplo, para o dobro do tamanho original. Esses materiais também convertem eletricidade em luz com uma eficiência quântica recorde de 17%. O cientista de materiais Tae-Woo Lee, da Universidade Nacional de Seul, trabalhou no projeto com o Professor Gogotsi.

Uma tela OLED normalmente consiste em várias camadas. Seu núcleo é o cátodo, que fornece elétrons para as camadas orgânicas, que atuam como condutoras de carga. À medida que os elétrons se movem através dessas camadas, eles encontram lacunas – quase-partículas de carga positiva provenientes da película de óxido de índio e estanho (ITO), que atua como ânodo. Quando essas cargas opostas se combinam, o material orgânico libera energia na forma de luz, formando pixels que compõem a imagem. Toda a estrutura é selada com vidro, ao qual o ânodo é fixado, e aí reside o problema: o vidro é frágil. Os alunos do professor Gogotsi desenvolveram um filme condutor transparente feito de MXene — um material ultrafino e flexível com condutividade semelhante à de um metal. Ele consiste em múltiplas camadas planas que podem se mover umas em relação às outras sem dobrar ou quebrar. O filme, com apenas 10 nm de espessura, provou ser um substituto ideal para o ITO.

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Durante experimentos, cientistas liderados por Gogotsi e Lee descobriram que uma mistura de MXene e nanofios de prata apresentava a maior elasticidade — até 200% sem perda de brilho do OLED. O filme de MXene não só se mostrou mais flexível que o ITO, como também contribuiu para aumentar o brilho em quase dez vezes, melhorando a eficiência energética do contato entre a camada orgânica emissora de luz superior e o próprio filme; esse aumento de 17% é um recorde para telas OLED esticáveis. Mas o trabalho não parou por aí. Uma equipe de cientistas coreanos desenvolveu duas camadas adicionais para a seção intermediária da tela OLED: uma direciona cargas positivas para a camada emissora de luz, garantindo um uso de energia mais eficiente, enquanto a segunda ajuda a reciclar a energia perdida que normalmente seria dissipada, aumentando assim o brilho geral da tela mesmo quando esticada. A elasticidade da estrutura chega a 200%.

Telas flexíveis capazes de manter o brilho podem ser usadas em diversas áreas: indústria e robótica, componentes eletrônicos para roupas, gadgets e equipamentos de comunicação. No entanto, os cientistas acreditam que a área mais promissora é o monitoramento da saúde — esses displays poderiam ser usados ​​para criar dispositivos mais funcionais do que os smartwatches atuais. Contudo, antes de levar esses displays ao mercado, os pesquisadores terão que resolver outro problema comum a todos os displays OLED flexíveis: os materiais existentes não conseguem manter a emissão de luz por tempo suficiente para atender às necessidades do consumidor.Também é necessário encontrar um material de vedação flexível que proteja os componentes do visor sem permitir a entrada de oxigênio e umidade.