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Em pesquisas que podem levar a uma nova era na iluminação, pesquisadores do Japão e da Alemanha desenvolveram células eletroquímicas emissoras de luz ecologicamente corretas usando novas moléculas chamadas dendrímeros combinadas com eletrólitos derivados de biomassa e eletrodos à base de grafeno. Suas descobertas foram publicadas na revista Materiais funcionais avançados.
A eletroluminescência é o fenômeno em que um material emite luz em resposta à passagem de uma corrente elétrica. Tudo, desde a tela que você está usando para ler esta frase até os lasers usados em pesquisas científicas de ponta, são resultados da eletroluminescência de diferentes materiais. Devido à sua onipresença e necessidade na era moderna, é natural que recursos extensos sejam investidos em pesquisa e desenvolvimento para melhorar essa tecnologia.
“Um exemplo de tecnologia emergente são as ‘células eletroquímicas emissoras de luz’ ou LECs”, explica o professor associado Ken Albrecht, do Instituto de Química e Engenharia de Materiais da Universidade de Kyushu e um dos líderes do estudo. “Eles têm atraído a atenção por causa de sua vantagem de custo em relação aos diodos orgânicos emissores de luz, ou OLEDs. Outra razão para a popularidade dos LECs é sua estrutura simplificada.”
Os dispositivos OLED geralmente exigem camadas cuidadosas de vários filmes orgânicos, tornando-os complicados e caros de fabricar. Os LECs, por outro lado, podem ser feitos com uma única camada de filme orgânico misturado com materiais emissores de luz e um eletrólito. O eletrodo que conecta tudo isso pode até ser feito de materiais baratos, ao contrário dos metais raros ou pesados usados nos OLEDs. Além disso, os LECs têm tensão de condução mais baixa, o que significa que consomem menos energia.
“Nossas equipes de pesquisa têm explorado novos materiais orgânicos que podem ser usados em LECs. Um desses candidatos são os dendrímeros”, explica o Prof. Rubén D. Costa, da Universidade Técnica de Munique, que liderou a equipe de pesquisa na Alemanha. “Estas são moléculas poliméricas simétricas ramificadas cuja estrutura única levou à sua utilidade em tudo, desde a medicina até os sensores, e agora na óptica.”
Com base em seu trabalho anterior no desenvolvimento de dendrímeros, a equipe de pesquisa começou a modificar seus materiais para LECs.
“O dendrímero que desenvolvemos inicialmente tinha grupos moleculares hidrofóbicos, ou repelentes à água. Ao substituí-los por grupos hidrofílicos, ou de afinidade com a água, descobrimos que a vida útil do dispositivo LEC poderia ser estendida para mais de 1.000 horas, mais de 10 vezes de o original”, explica Albrecht. “O que o torna ainda melhor é que, graças à nossa colaboração com a equipe do Dr. Costa, o dispositivo é muito ecológico.”
Durante anos, a equipe de Costa na Alemanha trabalhou no desenvolvimento de materiais mais baratos e ecologicamente corretos em dispositivos emissores de luz. Um material que eles estão experimentando é o acetato de celulose, um composto orgânico comum usado em tudo, desde fibras de roupas até armações de óculos.
“Usamos acetato de celulose derivado de biomassa como eletrólito em nosso novo dispositivo LEC e confirmamos que ele tem a mesma longa vida útil”, continua Costa. “Além disso, também descobrimos que o grafeno também pode ser usado como eletrodo. Este é um passo vital para fabricar dispositivos emissores de luz flexíveis usando materiais ecológicos.”
A equipe explica que, embora seu trabalho seja promissor, mais pesquisas são necessárias antes que os dispositivos possam ser colocados no mercado.
“O aparelho que fizemos aqui só ilumina em amarelo, então precisamos desenvolvê-lo para iluminar nas três cores primárias de luz: azul, verde e vermelho. A eficiência da luminescência, o quão brilhante é a luz, também precisa ser trabalhada”, conclui Albrecht. “Embora, graças à nossa colaboração internacional, o futuro pareça brilhante.”
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