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Plásticos
Fantásticos:
polímeros que são condutores elétricos
 Plásticos
(polímeros) são conhecidos por serem bons isolantes: não conduzem
eletricidade. Certo? Depende.
Um grupo especial de polímeros conduz eletricidade. E, além disso,
emitem luz quando submetidos a um determinado potencial elétrico.
"Descobertos" há menos de 30 anos, estes polímeros estão abrindo
possibilidades fantásticas na indústria tecnoló-gica, como monitores
de plástico e músculos artificiais.
 Light
Emitting Polymers (LEP): Displays.
Esta história começa em 1970. Um grupo de
químicos descobriu que alguns
 polímeros
eram condutores elétricos. Desde então, começou-se a pensar em fios
de plástico, circuítos mais leves, músculos artificiais, entre
outros. Alguns destes polímeros tinham outra propriedade: emitiam
luz quando conduziam eletricidade, dependendo do potencial aplicado.
Estes polímeros são conhecidos como LEP -
light emitting polymers.
A utilização destes polímeros eletroluminiscentes como displays foi
também cogitada; mas, na época, os displays de cristais líquidos
(LCD) haviam sido recentemente introduzidos no mercado, e eram a
grande vedete das indústrias de eletônicos.
Porém, após quase duas décadas, a tecnologia de LCD já oferece
algumas limitações. É ai que entram os Plásticos Brilhantes.
 Ligações
Conjugadas
Estes polímeros possuem ligações pi conjugadas - permitindo a
mobilidade eletrônica ao longo da cadeia. As propriedades ópticas e
elétricas destes polímeros estão relacionadas com sua conformação
molecular, e podem ser modificadas pela introdução de grupos à
cadeia polimérica, pela variação da temperatura, pressão, interação
com solventes, ou pela aplicação de um potencial elétrico.
Polianilina é um dos mais importantes polímeros condutores e tem
sido intensivamente estudada nos últimos anos, tanto do ponto de
vista teórico como experimental.
Structures of conjugated oligomers
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Músculos Artificiais:
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Os polímeros condutores também podem ser utilizados como
músculos artificiais. Alguns podem se extender ou contrair,
dependendo do potencial elétrico aplicado. Tal como um
músculo natural. Estes músculos podem servir como mecanismos
de propulsão alternativos, ou mesmo como substituto de
músculos humanos lesados.
“I do believe it is a revolution in materials,” diz Dr.
Mohsen Shahinpoor, diretor do Artificial Muscle Research
Institute, na University of New Mexico, “because we really
bring materials to life.”
"One day they could be used for propulsion", prevê
Shahinpoor; "I have always been fascinated by the fact that
biological systems were equipped with such actuators and
muscles that would work in such a quiet and noiseless
fashion."
Um dos polímeros mais utilizados como músculo artificial é a
poliacrilonitrila (PAN); fibras deste polímero, no estado
sólido, se contraem ou se expande em função do pH do meio
externo ou do potencial aplicado. Os resultados mostram que
este polímero é mais forte do que o músculo humano.
"In the future, we see the potential to emulate the
resilience and fracture tolerance of biological muscles,
enabling us to build simple robots that dig and operate
cooperatively like ants, soft-land like cats, or traverse
long distances like a grasshopper," diz Dr. Yoseph Bar-Cohen,
um físico no Jet Propulsion Laboratory da NASA, em Pasadena,
California.
[VÍDEOS]
Veja um
músculo artificial em ação
Uma
contração muscular artificial
Um
bíceps artificial
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GALERIA DE IMAGENS
The immiscibility of fluorous,
aqueous, and organic liquids (shown left) enables
patterning of two overlapping stripes of
light-emitting polymers, with the use of a
fluorinated photoresist (shown right).
Light emitting polymer samples in UV light
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How an OLED emits light
How does this sandwich of layers make light?
- To make an OLED light up, we simply attach a voltage (potential
difference) across the anode and cathode.
- As the
electricity starts to flow, the cathode receives electrons
from the power source and the anode loses them (or it "receives
holes," if you prefer to look at it that way).
- Now we have a situation where the added electrons are making
the emissive layer negatively charged (similar to the n-type
layer in a junction diode), while the conductive layer is
becoming positively charged (similar to p-type material).
- Positive holes are much more mobile than negative electrons
so they jump across the boundary from the conductive layer to
the emissive layer. When a hole (a lack of electron) meets an
electron, the two things cancel out and release a brief burst of
energy in the form of a particle of light—a
photon, in other words. This process is called
recombination, and because it's
happening many times a second the OLED produces continuous light
for as long as the current keeps flowing.
We can make an OLED produce colored light by adding a colored
filter into our plastic sandwich just beneath the glass or plastic
top or bottom layer. If we put thousands of red, green, and blue
OLEDs next to one another and switch them on and off independently,
they work like the pixels in a conventional LCD screen, so we can
produce complex, hi-resolution colored pictures.
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18/01/11
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