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By Kerbergabriel
OLED mais fino do mundo: De telas de enrolar a implantes neurais
Fino como um filme plástico usado para cobrir alimentos, o OLED já foi testado para controlar neurônios de animais vivos.
OLED ultrafino
Os OLEDs, ou LEDs orgânicos, já revolucionaram as telas de TV e celulares e logo poderão fazer muito mais.
Está pronto o OLED mais fino, mais leve e mais durável fabricado até hoje, o que permite seu uso não apenas em dispositivos móveis que gastam menos bateria e telas de enrolar, mas até mesmo em implantes cerebrais.
Usando uma combinação de moléculas eletroluminescentes orgânicas (à base de carbono), óxidos metálicos e camadas de proteção de polímero biocompatível, os cientistas criaram LEDs orgânicos que são tão finos e flexíveis quanto os filmes plásticos que usamos diariamente em casa para recobrir alimentos.
Tentativas anteriores de desenvolver LEDs orgânicos ultrafinos enfrentaram problemas de estabilidade em ambientes com ar e umidade. Já estes novos LEDs mostraram-se extremamente robustos, sobrevivendo debaixo d'água por semanas e resistindo à exposição a solventes e plasmas gasosos.
Os protótipos também foram submetidos a testes de tortura, dobrados milhares de vezes em torno do gume de uma lâmina de barbear, e continuaram funcionando.
OLEDs para implantes neurais
A estrutura do OLED é complexa, mas sua espessura é a menor já obtida para um dispositivo funcional e robusto.
A robustez, baixa espessura e flexibilidade mecânica abre várias possibilidades para uso futuro e aplicações além das tecnologias móveis. Por exemplo, os OLEDs podem ser integrados em superfícies de trabalho, embalagens e roupas como indicadores autoemissivos, sem adicionar peso e volume ao produto.
Além disso, sua estabilidade sob alta umidade e na água os torna ideais para aplicações vestíveis que requerem contato com a pele e para uso como implantes em pesquisas biomédicas.
"Nossos LEDs orgânicos são perfeitamente adequados para se tornarem novas ferramentas na pesquisa biomédica e neurocientífica e podem muito bem chegar à clínica no futuro," disse o professor Malte Gather, da Universidade St Andrews, no Reino Unido.
Interfaces neurais por luz
A equipe já testou essas possibilidades de uso biomédico usando os OLEDs ultrafinos como ferramenta de optogenética, usando a luz para controlar os neurônios e dirigir o movimento de larvas de drosófila.
Dependendo de quando e onde a luz era fornecida, as larvas começavam a rastejar para frente ou para trás, com a dinâmica da estimulação luminosa controlando a velocidade do rastejamento e outros aspectos do movimento do animal.
Essa tecnologia poderia, em última análise, ser usada para melhorar os tratamentos clínicos, criando interfaces ópticas que enviem informações diretamente para o cérebro de pacientes humanos que sofrem de perda de visão, audição ou tato, sugere a equipe.
Link: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=oled-mais-fino-mundo&id=010110201215#.YEKQuU6Sncc
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By Kerbergabriel
Luz agora pode ser confinada em um espaço 3D
Guia de ondas em espiral 3D. (b) Guia de ondas tipo ponte aérea suspensa; o detalhe mostra as seções de acoplamento de entrada e saída. Embaixo, diagrama da saída do guia de ondas
Processadores de luz
Se você se impressionou com o fato de a luz poder ser armazenada e transportada, vai gostar de saber também que agora a luz pode ser armazenada em um espaço 3D.
Esta é mais uma vitória da fotônica e uma etapa importante rumo à construção de circuitos integrados fotônicos, que funcionam com luz em vez de eletricidade, que prometem aumentar muito a velocidade da computação e da transmissão de dados.
Até agora, os chamados "processadores de luz" têm usado guias de onda, que são estruturas planas que guiam a luz sobre a superfície de um chip.
Mas Hongwei Gao e colegas da Universidade de Tecnologia e Projetos de Cingapura deram-se conta de que a restrição à movimentação bidimensional da luz era muito mais uma limitação do processo de fabricação tradicional do que das possibilidades das tecnologias atuais de lidar com a luz.
Pelo processo tradicional, conhecido como "de cima para baixo", as pastilhas de silício e outros semicondutores são escavadas até atingirem o padrão desejado. Mas já existem técnicas que permitem fabricar as coisas "de baixo para cima", como a litografia de multifótons, em que as partículas de luz vão polimerizando um material ponto por ponto, criando objetos tridimensionais.
Gao então usou esta técnica para criar guias de onda 3D, rompendo com a limitação do confinamento da luz em um único plano.
"É importante ressaltar que a qualidade 3D desses guias de onda nos permite ultrapassar as limitações das estruturas planas tradicionais. Dessa forma, é possível obter circuitos integrados fotônicos de densidade muito mais alta. Os tamanhos de funcionalidades submicrométricas de alta resolução também são promissores, especialmente para atingir funções avançadas, como filtragem espectral, estruturas de ressonador e metassuperfícies," disse Gao.
Segundo ele, a capacidade de fabricar estruturas fotônicas 3D de alta resolução pode criar ainda mais avanços na forma e na função da fotônica, incluindo processamento de sinal óptico avançado, técnicas de imagem e sistemas espectroscópicos.
Link: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=luz-agora-confinada-espaco-3d&id=010110201202#.YEKTCk6Sncc
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By gabriellkerber
Diamantes que esticam inauguram nova era da eletrônica
As pequenas pontes de diamante podem ser esticadas até quase 10% de seu comprimento e retornam ao seu formato original sem sofrer danos.
Eletrônica do diamante
Os diamantes são os materiais naturais mais duros que se conhece, e a dureza tipicamente elimina outra propriedade dos materiais que pode ser muito útil: a flexibilidade.
Por isso, foi uma surpresa quando Chaoqun Dang e seus colegas da Universidade Cidade de Hong Kong anunciaram ter conseguido fabricar diamantes relativamente grandes - na escala dos micrômetros - que podem ser esticados e retornarem ao seu formato original quando a força é retirada.
E isso não é apenas uma curiosidade científica: Diamantes elásticos podem abrir caminho para uma eletrônica avançada, de semicondutores mais eficientes do que o silício a tecnologias de informação quântica.
A eletrônica baseada no diamante é um sonho antigo dos engenheiros porque o diamante é um material eletrônico e fotônico de alto desempenho devido a uma condutividade térmica ultra-elevada, mobilidade excepcional dos elétrons, alta resistência à ruptura e bandgap muito elevada - esse "hiato de banda" é uma propriedade-chave dos semicondutores, com seu aumento viabilizando a operação de componentes de maior potência ou maior frequência.
O problema é que, embora torne o diamante o semicondutor por excelência, esse hiato de banda elevado e a alta densidade dos cristais tornam o diamante difícil de dopar - a dopagem é um mecanismo essencial na eletrônica, permitindo controlar as propriedades de um material, normalmente o silício, adicionando pequenas quantidades de outros materiais.
Outra saída, também usada no silício, consiste no tensionamento do material, que permite controlar as propriedades ópticas e eletrônicas esticando a rede cristalina do semicondutor. O problema é que esticar o diamante como se ele fosse uma borracha parecia um objetivo mais difícil do que dopar seus cristais ultradensos. Foi esse desafio que Dang e seus colegas venceram.
Diamantes elásticos
A equipe primeiramente cultivou amostras de diamante monocristalino a partir de cristais únicos de diamante sintético. As amostras têm a forma de uma ponte, com cerca de um micrômetro de comprimento e 300 nanômetros de largura, com as extremidades mais largas para poderem ser agarradas e presas.
Essas pontes de diamante foram então esticadas ao longo de seu eixo mais longo de uma maneira bem controlada. Submetidas a ciclos contínuos e controlados de tração, as pontes de diamante demonstraram uma grande deformação elástica altamente uniforme, com uma deformação média de cerca de 7,5% de seu comprimento (máximo de 9,7%) em toda a seção mais estreita.
E elas recuperam sua forma original quando a força de tensionamento é retirada.
A demonstração é um avanço significativo em relação ao trabalho anterior da equipe, que havia demonstrado que o diamante pode ser dobrado e esticado, só que, naquela ocasião, usando nanoagulhas de diamante, que não são muito úteis para aplicações práticas.
Esticamento do diamante, visto sob o microscópio.
Diamante semicondutor
Em uma série de experimentos, a equipe comprovou que o esticamento de suas placas de diamante microfabricadas pode alterar fundamentalmente as propriedades eletrônicas do diamante, incluindo uma redução da bandgap de quase 2 elétrons-volt - tudo a temperatura ambiente.
Além disso, simulações em computador feitas com as características do diamante elástico mostraram que a bandgap pode ser mudada de indireta para direta com deformações de tração maiores que 9% ao longo de uma determinada orientação cristalina - uma bandgap direta em um semicondutor significa que um elétron pode emitir diretamente um fóton, permitindo muitas aplicações optoeletrônicas com maior eficiência.
"Acredito que uma nova era para o diamante está diante de nós," disse o Dr. Yang Lu, coordenador da equipe.
Link: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=diamante-elastico-nova-era-eletronica&id=010110210104#.YEKHZk6Sncc
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SOBRE O ELETRÔNICABR
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