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Electrónica de papel
Uma equipa de cientistas liderada por Rodrigo Martins e Elvira Fortunato, do Centro de Investigação de Materiais (Cenimat/I3N) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (UNL), conseguiu pela primeira vez em Julho de 2008 tornar o papel parte integrante de um transístor, usando-o como isolante em vez do tradicional silício. Este novo dispositivo rivaliza em performance com as mais avançadas tecnologias de filme fino (TFT, thin film transistor) e apresenta um custo de produção reduzido, uma vez que a celulose, da qual deriva o papel, é o biopolímero mais abundante na Terra.
Um transístor é um dispositivo com três terminais, fonte, dreno e porta. Esta equipa desenvolveu transístores de efeito de campo (FET, field effect transistor) em que a corrente eléctrica que passa entre a fonte e o dreno é controlada pela tensão aplicada ao terceiro terminal, a porta. Para que o dispositivo funcione, é necessário que a porta esteja electricamente isolada da fonte e do dreno, papel desempenhado pelo referido isolante eléctrico, ou dieléctrico. Mais ainda, estes cientistas fabricaram FET’s utilizando os dois lados de uma folha de papel. Numa das faces depositaram o material que opera como porta e na outra construíram a estrutura correspondente aos restantes terminais. Desta forma, o papel actua simultaneamente como isolante eléctrico e como suporte do próprio dispositivo.
Entre as explorações possíveis desta tecnologia de baixo custo contam-se aplicações no campo da electrónica descartável, nomeadamente ecrãs, etiquetas e pacotes inteligentes, chips de identificação ou aplicações médicas na área dos biosensores, especialmente para diagnósticos.
Alguns meses depois, esta mesma equipa anunciou ter conseguido pela primeira vez no mundo armazenar informação em fibras de papel. Estas memórias retêm informação durante 14 mil horas (um ano e meio) e são descartáveis, podendo ser usadas e deitadas fora ou recicladas. Os chips baseados em fibras de papel serão muito mais baratos do que os actuais e terão um grande potencial de aplicação em áreas tão diversas como etiquetas de identificação por radiofrequência para os produtos dos supermercados ou bagagens nos aeroportos, notas (dinheiro) com dispositivos electrónicos de segurança, selos de correio lidos por máquinas inteligentes, etc.
Mais recentemente, em Abril de 2009, patentearam o transístor electrocrómico, que muda a cor a qualquer superfície contínua onde é implantado. Os transístores poderão ser aplicados em superfícies de papel, vidro, cerâmica (azulejo), metal ou qualquer polímero (plástico, borracha, poliuretano, poliestireno, etc.), tendo um grande potencial de aplicação em todo o tipo de ecrãs – computador, TV, telemóvel, PDA – bem como nos suportes de publicidade estática.
Com os transístores electrocrómicos, a equipa da UNL consegue uma significativa redução de custos nos processos, já que podem ser produzidos por jacto de tinta através de uma vulgar impressora cujos tinteiros foram cheios com uma solução de cor amarelada que contém nanopartículas electrocrómicas - material que, por aplicação de uma tensão eléctrica, muda de estado de oxidação, isto é, muda de cor.
Actualmente, os mostradores ou ecrãs electrónicos funcionam com transístores vulgares e pixéis (os elementos de informação mais pequenos numa imagem digital) feitos de cristais líquidos (LCD) ou baseados na tecnologia OLED (díodos emissores de luz). A inovação dos cientistas portugueses “é uma solução dois em um”: o pixel é o próprio transístor, o que reduz custos no processo de fabrico.
A Samsung lançou já no mercado mundial um novo ecrã de TV com tecnologia de óxidos semicondutores criada na Universidade Nova de Lisboa, que permitiu ganhos de 300% na funcionalidade dos dispositivos. A multinacional francesa Saint-Gobain e o grupo brasileiro Suzano, uma das maiores produtoras integradas de celulose e papel da América Latina, assinaram já parcerias com esta equipa de investigadores.
As patentes dos transístores e da memória electrónica em papel foram registadas sob a marca Paper-e.
Entretanto, foi concedida a Elvira Fortunato uma Advanced Grant do European Research Council, instituição europeia recentemente criada para o apoio à investigação centrada no desenvolvimento do conhecimento, a maior bolsa jamais concedida a um investigador português.
O Cenimat colabora regularmente com a Ciência Viva na Ocupação Científica dos Jovens nas Férias e em iniciativas para o público no Pavilhão do Conhecimento – Ciência Viva. Os alunos do ensino secundário puderam assim trabalhar, em primeira mão, com os mais recentes desenvolvimentos da electrónica de papel.
Vídeo:
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