Engenheiros elétricos da Universidade Duke demonstraram recentemente a capacidade de imprimir produtos eletrônicos totalmente funcionais e recicláveis em escala submicrométrica. Essa inovação tecnológica possui profundo impacto na indústria de displays eletrônicos e em seus efeitos ambientais. O estudo foi publicado na revista Nature Electronics e pode impulsionar o crescimento da manufatura americana nesse setor.

Aaron Franklin, professor destacado dos departamentos de Engenharia Elétrica e de Computação e Química da Duke, afirmou: “Para aumentar a competitividade da manufatura americana globalmente, precisamos de tecnologias transformadoras.” Ele destacou que os transistores à base de carbono impressos com o novo processo são totalmente recicláveis e apresentam desempenho equivalente aos padrões da indústria, oferecendo grande potencial.

Displays eletrônicos são amplamente utilizados em diversos setores, mas sua fabricação tradicional impacta significativamente o meio ambiente. Os métodos convencionais geram grandes emissões de gases de efeito estufa, alto consumo de energia e baixa taxa de reciclagem de eletrônicos. O laboratório de Franklin já havia desenvolvido eletrônicos impressos recicláveis, porém limitados pelo tamanho de impressão. Agora, em parceria com a Hummink Technologies, eles superaram essa limitação usando máquinas de “impressão capilar de alta precisão”.

A equipe utilizou três tipos de tintas à base de carbono, que podem ser facilmente impressas em substratos rígidos e flexíveis. Essas tintas são semelhantes às estudadas anteriormente por Franklin, mas com propriedades ajustadas para compatibilidade com a impressora Hummink. Nas demonstrações, a nova combinação de tinta e hardware conseguiu imprimir características de dezenas de micrômetros de comprimento com espaçamentos submicrométricos, formando o canal dos transistores de filme fino à base de carbono e aprimorando o desempenho elétrico.

Franklin observou que, embora esses transistores não substituam chips de alto desempenho para computadores, eles podem ser competitivos em outros mercados. Especialmente na área de displays digitais, os TFTs impressos atingem desempenho próximo ao exigido para telas OLED. Além disso, o processo de impressão consome pouca energia e gera baixas emissões de gases de efeito estufa, oferecendo vantagens ambientais significativas.