Proceso para elaborar tinta a base de nanotubos de carbono

Proceso de bajo costo aplicable a dispositivos electrónicos de películas delgadas y a materiales fotovoltaicos del futuro.
 
Los científicos de DuPont y de la Universidad de Cornell han utilizado un simple proceso químico para convertir mezclas "cultivadas" de nanotubos de carbono metálicos y semiconductores en nanotubos de carbono únicamente semiconductores con propiedades eléctricas muy convenientes para dispositivos electrónicos de plástico.

Este nuevo descubrimiento dado a conocer en el número del 9 de enero (Vol. 323 N.º 234) de la publicación Science, abre un camino comercialmente viable para la producción de cantidades de gran magnitud de tinta orgánica semiconductora, que puede imprimirse en dispositivos electrónicos delgados y flexibles, tales como los transistores y los materiales fotovoltaicos usados en la tecnología de las células solares.
 
El estudio fue escrito por Graciela B. Blanchet, investigadora de DuPont; George Malliaras, profesor asociado de Ciencia e Ingeniería de los Materiales de la Universidad de Cornell, Mandakini Kanungo, ex miembro del cuerpo de posdoctorado de Cornell y por Helen Lu, investigadora química de DuPont con el título "Supresión de la Conductividad Metálica de los Nanotubos de Carbono de Pared Sencilla por Reacciones de Cicloadición". La investigación fue financiada por un subsidio otorgado a la Universidad de Cornell por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
 
Desde su descubrimiento a principios de los años noventa, se ha despertado un gran interés en las propiedades revolucionarias tanto eléctricas, mecánicas como térmicas de los nanotubos de carbono. Sin embargo, el hecho de que los nanotubos de carbono se elaboren como una mezcla compleja puede limitar en gran medida sus aplicaciones. En 2003, los científicos de DuPont publicaron en la revista Science un método para separar los nanotubos de carbono usando el ADN. DuPont ha seguido investigando estos materiales. El descubrimiento actual constituye un progreso significativo en este nuevo campo y un enfoque más promisorio para el desarrollo de aplicaciones semiconductoras con nanotubos de carbono.
 
«La dificultad para separar los nanotubos de carbono metálicos de los semiconductores ha constituido una limitación significativa en la aplicación electrónica de los nanotubos de carbono», dijo Blanchet. «Nuestra investigación reveló una forma económica de suprimir la conductividad de los tubos metálicos sin tener que recurrir a una separación adicional de los nanotubos por clase».
 
"Deseamos explorar el uso de este material en una amplia gama de dispositivos para aplicaciones, tales como las innovadoras estructuras orgánicas fotovoltaicas», dijo Malliaras.
 
En un ejemplo que ilustra la eficacia de la colaboración industrial y académica, el grupo ha desarrollado un simple proceso químico mediante el cual las moléculas a base de flúor entran en contacto con los nanotubos. A través de un proceso conocido como cicloadición, las moléculas de flúor atacan o transforman, de manera eficiente, los nanotubos metálicos, separando los nanotubos semiconductores y creando un lote perfecto sólo de nanotubos semiconductores. Los nanotubos de carbono resultantes fueron dispersados en una tinta semiconductora y usados en transistores de películas delgadas que son diseñados para ser más delgados y livianos, y para usar menos energía.
 
«Pareciera que la cicloadición, a diferencia de la unión monovalente normal de las moléculas, provee un método efectivo para suprimir la conductividad de los nanotubos metálicos de manera muy controlada», dijo Blanchet. «Nuestro trabajo sugiere que un control cuidadoso de la reacción química posibilita la supresión de los tubos metálicos sin degradar los tubos semiconductores».
 
Blanchet se recibió de licenciada en física en la Universidad de Buenos Aires, Argentina y obtuvo su doctorado en física en la Universidad de Brown. En DuPont fue pionera en áreas tales como, comprobación digital, filtros digitales de color y dispositivos electrónicos que se pueden imprimir. Cuenta con alrededor de 70 patentes en diferentes campos, entre ellos, electrónica orgánica, ablación láser, superconductores a altas temperaturas y compuestos orgánicos conductores y semiconductores. En 2005, su equipo fue reconocido por la revista Scientific American entre los 50 mejores por su trabajo en dispositivos electrónicos flexibles a base de nanotubos.
 
Lu cuenta con 18 patentes en áreas, tales como, catálisis, polímeros para revestimientos, materiales a base de nanotubos de carbono y polímeros biomédicos. Se graduó en la Universidad de Cornell y obtuvo su doctorado en la Universidad de Yale.
 
DuPont Ciencia & Tecnología provee tecnologías y alternativas de transformación para negocios nuevos y existentes, construidas a partir de un largo y rico legado de ciencia e innovación de avanzada. Los productos que se comercializaron en los últimos cinco años representaron el 36 por ciento de los ingresos totales de la compañía.
 
DuPont es una compañía que ofrece productos y servicios basados en la ciencia. Fundada en 1802, DuPont pone la ciencia a trabajar creando soluciones sustentables que resultan esenciales para crear una vida mejor, más sana y saludable para todas las personas del planeta. Con operaciones en más de 70 países, DuPont ofrece una amplia gama de productos y servicios innovadores para diferentes mercados, entre ellos, agricultura y alimentos, edificación y construcción, comunicaciones y transporte.
 
Vanessa Carrasquel – DuPont Venezuela.
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Fuente: Vanessa Carrasquel – Botica