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Tecnología más flexible, pequeña, ligera y barata
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13.02.16 - MARÍA JOSÉ MORENO

Científicos de la UMU trabajan para poder sintetizar moléculas orgánicas con una estructura que facilite su autoensamblaje, lo que abre nuevas posibilidades en dispositivos electrónicos como smartphones y tablets

Tecnología más flexible, pequeña, ligera y barata

David Curiel, investigador del grupo de Materiales Moleculares Multifuncionales de la UMU.

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La invención, el diseño, el desarrollo, la construcción, el mantenimiento y el perfeccionamiento de tecnologías, estructuras, máquinas, herramientas, sistemas, materiales y procesos para la resolución de problemas prácticos suele ser generalmente obra de ingenieros.

Sin embargo, estos profesionales se ayudan de distintas ciencias y de los resultados de la investigación básica que otros científicos se encargan de realizar para llevar el conocimiento a la práctica. Se trata de un sector, por tanto, muy ligado a la actualidad, a los últimos avances, y eso se ve reflejado también en sus productos y en el resultado final. Así, por ejemplo, si hace unos años los aparatos electrónicos eran de gran tamaño (obligados a albergar componentes enormes), en las últimas décadas la tendencia ha girado hacia la miniaturización. Se trata de algo que no solo se puede ver a simple vista por el reducido tamaño y bajo peso de los dispositivos actuales, sino también por el auge de la nanociencia, los nanomateriales, la nanotecnología...

«Desde sus orígenes, los avances tecnológicos han evolucionado partiendo de la escala macroscópica para, mediante el desarrollo de técnicas y herramientas, permitir el manejo de materiales de menor tamaño hasta llegar a la escala nanoscópica, lo que se conoce como 'trabajar de arriba hacia abajo, de lo mayor a lo menor'. Sin embargo, esta vía de desarrollo podría alcanzar un límite físico para ir más allá en la miniaturización de componentes y, desde hace algunos años, los ingenieros y científicos se plantean la evolución tecnológica en sentido inverso, es decir, las estructuras se construyen de abajo a arriba, empezando desde el nivel molecular», explica David Curiel, investigador del grupo de Materiales Moleculares Multifuncionales de la Universidad de Murcia.

Es de este modo como se crean nuevos materiales, dice, «se diseñan y sintetizan moléculas controlando sus características estructurales. Se busca que se autoensamblen de modo espontáneo y ordenado con el fin de conseguir estructuras macroscópicas lo más estables posible, y de ese modo se pueden controlar las propiedades ópticas y electrónicas de los materiales».

Obviamente, no se trata de algo sencillo, pero las posibilidades que ofrece este procedimiento son infinitas. Por ejemplo, entre los científicos despiertan gran interés las aplicaciones vinculadas al ámbito de la energía y ahí se admite tanto la generación como el almacenaje o la reducción del consumo energético.

«Se abren puertas muy interesantes en el mundo de la electrónica orgánica», según Curiel. Hasta ahora todos los dispositivos electrónicos funcionan con semiconductores inorgánicos, el más famoso es el silicio con el que se hacen chips para smartphones o tablets, o también la mayor parte de los paneles fotovoltaicos que actualmente se comercializan, pero a partir de finales de los setenta del siglo XX se planteó la opción de que los materiales orgánicos, que a priori no se consideran buenos conductores de electricidad, también podían ser útiles como semiconductores y aptos para fabricar estos dispositivos.

Ejemplos de éxito

«Y es que -apunta el investigador- de eso se trata: de crear nuevos materiales con mejores propiedades semiconductoras y que esa mejora repercuta sobre un mejor funcionamiento del dispositivo. Ejemplos de ese éxito son las luces OLED, los transistores orgánicos de efecto campo y las células solares orgánicas».

Precisamente esa es la línea de trabajo que sigue el proyecto liderado por David Curiel en la UMU y financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad. «El objetivo es sintetizar moléculas orgánicas con una estructura que facilite su autoensamblaje. De esta manera, las moléculas, que apenas miden unos cuantos nanómetros (1nm = 10-9 m, la milmillonésima parte de un metro), podrían ordenarse por sí mismas, sin necesidad de una intervención externa, para dar lugar a un material macroscópico autoorganizado. Esta ganancia de orden, inducida desde la escala molecular, optimizaría las propiedades transportadoras de carga eléctrica del material que, a su vez, mejoraría la calidad de los dispositivos electrónicos fabricados con esta nueva generación de materiales».

El grupo de Curiel es de muy reciente creación y, para crecer y desarrollar parte de su investigación, espera afianzar algunas colaboraciones ya establecidas con otros grupos, tanto a nivel regional como nacional e internacional, de modo que se lleve a cabo un trabajo multidisciplinar que les permita «no solo diseñar y sintetizar las moléculas, sino desarrollar la tecnología que pueda acogerlas y ser llevadas al mercado».

La electrónica orgánica, si bien es considerada una evolución de la electrónica tradicional, resulta innovadora al recurrir a materiales de naturaleza orgánica que poseen tres cualidades que los diferencian: son más ligeros, más flexibles y más baratos. Se trata de materiales plásticos y eso permite fabricar, por ejemplo, pantallas flexibles o enrollables, células solares de plástico y otras muchas posibilidades que, si todo sigue avanzando al ritmo actual, no tardarán en popularizarse.

Más información en: www.um.es/multimolmater