Buigzame geleidende polymeer levert snel en scherp beeldscherm

Een nieuwe, buigzame organische polymeer geleidt elektriciteit zo goed dat het geschikt is als vervanger voor silicium dat altijd een vaste vorm heeft. Kunststoffen elektronica is interessant, omdat het goedkoper is, makkelijk te fabriceren en vaak ook buigzaam, wat betekent dat het kan worden toegepast in kleding of oprolbare beeldschermen.

Materiaal dat wordt toegepast in een goed geleidende polymeer van het chemiebedrijf Merck Chemicals. De foto's tonen de structuurverandering van het materiaal na verwarming tot 180 graden Celsius. Foto Nature Materials Nature Materials

Iain McCulloch van het chemiebedrijf Merck Chemicals en collega's van Standford University hebben het materiaal thienothiophene gedoopt (Nature Materials, 19 maart). Het heeft elektronische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van amorf silicium, een stof met een kristalrooster dat minder goed geordend is dan zuiver kristallijn silicium. Door het slordiger gevormde kristalrooster geleidt amorf silicium elektronen circa duizend keer minder goed dan kristallijn silicium. De nieuwe kunststof is daarom niet geschikt voor de snelschakelende transistoren in computerchips. Wel wordt het gebruikt in transistoren (Thin Film Transistors) die in platte schermen beeldpunten laten oplichten.

Het nieuwe polymeer is niet alleen buigzaam, het maakt ook beelden met een hogere resolutie en snellere beeldvorming mogelijk. Dat betekent dat je er beelschermen mee kunt maken die onderdeel zijn van een kledingstuk of die je rond een pilaar kunt rollen. Probleem van de polymere halfgeleiders is nog dat ze fragiel zijn en niet goed tegen vocht kunnen. Voordeel is weer dat de elektronische schakelingen op een ondergrond kunnen worden geprint. Dat is veel goedkoper dan het productieproces voor de huidige chips.

Crux van de vondst van McCulloch en zijn collega's is dat ze twee bestaande polymeren op een nieuwe manier met elkaar verbonden hebben. Er ontstond een stroomgeleidende structuur die zes keer beter is dan tot nu toe haalbaar was.

Volgens Gerwin Gelinck, als wetenschapper verbonden aan Philipsdochter Polymer Vision staan de eerste toepassingen van polymere transistoren voor de deur. Philips is van plan om volgend jaar oprolbare displays op de markt te brengen, gemaakt van een materiaal dat wat trager is, maar sterk lijkt op de polymeren die Merck Chemical heeft ontwikkeld.

Michiel van Nieuwstadt

    • Michiel van Nieuwstadt