Estudio presenta tecnología orgánica que podría reducir 10 veces el consumo energético

Un estudio destacado por la Revista Science presentó el diseño de un dispositivo que detecta la luz reemplazando el silicio, uno de los componentes claves en la industria electrónica convencional, por tintas de origen orgánico, y que ha probado puede reducir el consumo energético hasta 10 veces. Felipe Larraín, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez que participó en el estudio explica que estas tintas están compuestas fundamentalmente de carbono. 

En sencillo, el académico explica que se podría comparar a la tinta de una fruta o verdura. "Las personas tienen computadores que están hechos de un cierto tipo de material, con ciertas carácterísticas y funciones. Nosotros utilizamos materiales que son orgánicos porque contienen carbono y tienen las mismas propiedades electrónicas que tienen los otros materiales con los que tipicamente se hacen computadores, televisores y otros artefactos electrónicos".

A diferencia del silicio, los semiconductores orgánicos son moléculas producidas mediante
síntesis química y pueden ser procesados a partir de soluciones líquidas a temperaturas menores de 150 grados Celsius.

Esta especie de tinta orgánica, obsorve energía a partir de la luz solar, pero a diferencia de los paneles actuales, es de menor costo, liviana, flexible y potencialmente biodegradable. "Lo que nosotros hacemos, es tomar estos materiales y hacer una solución, similar a una tinta para pintar, luego la tomamos y 'dibujamos' estos dispositivos en cualquier substrato, en particular nosotros lo hicimos en ciertos plásticos pero se puede hacer en ventanas, u otros", explica Larraín. 

Estos plásticos que podrían por ejemplo ser láminas biodegradables actúan como substrato, es decir, como soporte mecánico del dispositivo, y esta tinta al hacer contacto con la luz extrae energía. Actualmente, este tipo de tecnología es poco utilizada.  En específico, sus aplicaciones se dan mayoritariamente en la generación de energía y en detección de haces de luz, sobre todo en tecnología ligada a la salud.

"Hay dos aplicaciones fundamentales. Una es la generación de energía,  porque estos materiales permiten capturar energía igual que lo haría un típico panel solar, pero a diferencia de la estructura grande, pesada, etc... los puedes pintar en una ventana y generar energía sin que la ventana se vea opaca, puede ser semi transparente, entonces tienes una cierta cantidad de luz que entra a la habitación y además tienes generación de energía eléctrica.  Entonces puedes compensar el consumo energético del lugar", detalla Larraín.

Respecto a las aplicaciones en detección de haces de luz, el académico explica que "uno puede hacer detección de haces de luz para hacer ciertas medidas, por ejemplo, en los oxímetros o saturómetros de la salud, que miden el oxigeno en la sangre. Esta especie de cajita tiene un haz de luz adentro, que atraviesa tu dedo y dependiendo de la cantidad de luz que se absorve, el saturometro estima cuanto oxigeno hay en tu sangre. Nosotros demostramos que podemos hacer oximetría de pulso y consumimos 10 veces menos energías que un típico oxímetro." 

Asimismo, permite desarrollar adhesivos flexibles que se pueden aplicar en segundos a un paciente en urgencias o a un recién nacido. En general, este tipo de dispositivo se puede replicar para otros usos. La idea central sería la posibilidad de reemplazar la electrónica rígida tradicional, con electrónica flexible que según explica Larraín, es potencialmente biodegradable, lo que ayuda a disminuir el consumo energético, además de ser más portable y fácil de usar. 

El estudio fue desarrollado a lo largo de siete años en el Georgia Institute of Technology (GT), gracias al financiamiento de fondos federales de las Oficinas de Investigación Naval, de Investigación Científica de la Fuerza Aérea (en inglés NRL), y la Agencia para la No Proliferación Nuclear de los Estados Unidos.

Para Felipe Larraín, "la electrónica orgánica y los materiales híbridos orgánicos-inorgánicos representan una oportunidad única. La invitación está abierta para que investigadores chilenos se sumen al desafío de desarrollar tecnología con estos materiales. A diferencia de la electrónica convencional dominada por Norteamérica o Corea, existe un espacio para hacer contribuciones relevantes en tecnologías menos maduras comercialmente y con barreras de entrada mucho menores en términos de la infraestructura que se requiere para su manufactura, como la electrónica orgánica".