La película de adherencia de la cocina ayuda a construir electrónica y óptica ultradelgada a escala de centímetros

Científicos de Ámsterdam han desarrollado una técnica novedosa para fabricar componentes electrónicos y ópticos ultradelgados a escala de centímetros utilizando artículos domésticos comunes, específicamente película de adherencia de cocina. El avance, detallado en la revista ACS Nano, aborda los desafíos de larga data en el manejo de materiales bidimensionales (2D), sustancias ultradelgadas compuestas de una sola capa atómica, que poseen propiedades físicas y químicas únicas debido a los efectos cuánticos. Estos materiales son prometedores para aplicaciones que van desde la computación avanzada hasta la optoelectrónica, pero su fragilidad ha limitado la implementación práctica.

Durante más de dos décadas, el método estándar para aislar materiales 2D implicó el uso de cinta adhesiva para pelar capas delgadas de cristales a granel. Aunque efectivo, este proceso a menudo resultaba en fragmentos minúsculos, típicamente más pequeños que un cabello humano, haciéndolos inadecuados para la mayoría de los usos tecnológicos.

Los investigadores del Instituto de Física de la Universidad de Ámsterdam descubrieron que la película de adherencia de la cocina, comúnmente utilizada para envolver alimentos, ofrecía una solución. El material resultó ideal para transferir hojas grandes e intactas de material 2D a superficies estructuradas sin causar fracturas. El estudiante de doctorado Bernardo Dias, que dirigió el estudio, señaló que ensamblar dispositivos funcionales con materiales 2D había sido anteriormente un esfuerzo de éxito o error.

Con el estímulo de su supervisor, Jorik van de Groep, Dias exploró métodos alternativos y descubrió que la película de adherencia poseía las características necesarias para manejar los materiales delicados con suavidad y eficacia. Van de Groep, jefe del grupo de nanofotónica 2D en el instituto, describió el descubrimiento como accidental. Inicialmente intentando replicar los hallazgos de un equipo de investigación japonés, el grupo notó diferencias en la composición de la película de adherencia disponible en Europa en comparación con la de Japón. La película de adherencia europea estaba hecha de un polímero que se derretía a 120 ° C (248 ° F), mientras que la versión japonesa no lo hizo.

Esta propiedad de fusión se volvió crucial para la transferencia exitosa de materiales 2D. Al calentar la película adherente, los investigadores pudieron asegurar que el material se adhiriera adecuadamente a la superficie objetivo antes de ser cuidadosamente pelado. La técnica consiste en colocar una capa de material 2D sobre la película adherente, que luego se calienta hasta que el polímero se ablanda. Una vez enfriado, la película adherente actúa como una estructura de soporte temporal, lo que permite que el material se transfiera sin distorsión. Este método permite la creación de componentes más grandes y robustos adecuados para la integración en dispositivos del mundo real, superando las limitaciones anteriores impuestas por la fragilidad de los materiales 2D.

El éxito del método ha abierto nuevas posibilidades para la fabricación de dispositivos que aprovechan las propiedades únicas de los materiales 2D, incluidos sensores flexibles, conductores transparentes y circuitos fotónicos.

Los socios de la industria interesados en desarrollar tecnologías electrónicas y ópticas de próxima generación ya están explorando aplicaciones potenciales. La simplicidad y la rentabilidad del uso de materiales cotidianos como la película adherente podrían reducir significativamente las barreras para adoptar materiales 2D en productos comerciales. A medida que continúen los estudios, el enfoque se desplazará hacia la ampliación del proceso y la prueba de su fiabilidad en entornos de producción en masa.