PANORAMA DA PESQUISA EM DISPOSITIVOS ORGÂNICOS NO BRASIL E MERCADO FUTURO Prof. Roberto Mendonça Faria
MOLÉCULAS ORGÂNICAS ELETRONICAMENT E ATIVAS O amanhecer dos eletrônicos orgânicos
O QUE SÃO? Eletrônicos orgânicos? condutores? Semicondutores orgânicos? Plásticos eletrônicos? Eletrônica Molecular?
APLICAÇÕES? Materiais? Dispositivos? Equipamentos? Agricultura Entretenimento Energia Saúde Automobilística Educação Comunicações Aeroespacial Iluminação...
PERGUNTAS: Como a natureza: Processa sinais? Codifica e decodifica informações? Armazena dados? Aproveita a luz solar? Exibe suas cores? Emite luz? Resposta: Através de uma eletrônica que não é a do silício.
Biodiversidade
Clorofila
CAROTENO
VAGALUMES No intuito de chamar a atenção de sua parceira, o vagalume (coleópteros) acende sua "lanterna biológica". A intensidade, a velocidade e a freqüência dos flashes variam de acordo com a espécie.
Cis e Trans retinal
Vanila: essência de baunilha Anetol: componente do óleo de anis contribui ao aroma do estragão Dimetilpirazina: contribui ao aroma de chocolate
Piperina: componente da pimenta do reino
Homem O grande plagiador da natureza
Polianilina Poli(p-fenileno vinileno) Poli(3-alquiltiofeno) Polifluoreno, entre outros. Seus derivados, seus copolímeros, suas blendas, etc.
Começa com a fabricação de dispositivos: Diodos, transistores, termocrômicos, fotocrômicos, etc.
Aplicam-se em: -LEDs -Células fotovoltaicas -Sensores -Películas anticorrosivas -Blindagem eletromagnética -Displays (passivos e ativos) -Cartões inteligentes -Eletrônica em geral -Dispositivos fotônicos
Vantagens: - Processamento simples -Tecnologia de baixo custo - Mercado ainda aberto - Versatilidade de aplicações - Nichos ainda a ser identificados
ALGUNS PRODUTOS E PROTÓTIPOS
The Future looks Flexible Fonte: Scientific American, Fevereiro 2004
Papel Eletrônico
Brinquedos e cartões
Painel Automotivo
No end in sight US$ 3.4 Bilhões US$ 400 Milhões Fonte: Stanford Resources, 2002.
Pesquisas sobre a demanda de polímeros na área de eletrônica nos EUA. Segundo a Market research from Freedonia Goup Inc (freedonia.ecnext.com) essa demanda vem crescendo 6,4 % anualmente, e deve continuar em 2005. Isso projeta um mercado de cerca de U$ 2,5 bilhões em 2010. Já a Empresa Advanced Packaging (ap.pennnet.com) prevê expansão annual de 13,3 % ao ano atingindo um movimento de U$ 4,5 bilhões já em 2008.
Competência no BRASIL
INSTITUTO MULTIDISCIPLINAR DE MATERIAIS POLIMÉRICOS
INSTITUTO DE FÍSICA DE SÃO CARLOS-USP ESCOLA POLITÉCNICA USP INSTITUTO DE QUÍMICA-USP INSTITUTO DE FÍSICA-USP FACULDADE DE FIL. CIEN. LETRAS RP-USP INSTITUTO DE QUÍMICA-UNICAMP INSTITUTO DE FÍSICA-UNICAMP INSTITUTO DE GEOC. E CIÊNCIAS EXATAS-UNESP FACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA-UNESP FACULDADE DE ENGENHARIA DE IS-UNESP DEPARTAMENTO DE ENG. DOS MATERIAIS-UFSCar DEPARTAMENTO DE QUÍMICA-UFPR DEPARTAMENTO DE FÍSICA-UFMT DEPARTAMENTO DE ENG. QUÍMICA-UFRN DEPARTAMENTO DE FÍSICA-UFPI LACTEC: Laboratório de Tecnologia-Curitiba IFSC-USP INSTITUIÇÕES DE PESQUISA
INSTITUIÇÕES DE PESQUISA DEPARTAMENTO DE FÍSICA-PUC/Rio DEPARTAMENTO DE FÍSICA-UFPE DEPARTAMENTO DE QUÍMICA-UFPE DEPARTAMENTO DE QUÍMICA-UFSCar DEPARTAMENTO DE FÍSICA-UFMG DEPARTAMENTO DE FÍSICA-UFPR DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DE SÃO CARLOS-USP CNPDIA-EMBRAPA DEPARTAMENTO DE FÍSICA-UFU DEPARTAMENTO DE FÍSICA-UFV
Desempenho (lumens/watt) 100 10 1 0.1 1960 1970 1975 1980 Ano 1985 AlInGaP/GaP verm/laranja lâmpada incandescente não-filtrada AlInGaP/GaAs verm/laranja AlGaAs/AlGaAs verm AlGaAs/GaAs verm GaAsP:N verm /am primeira lâmpada de GaP:N verde Thomas Edison GaP:Zn:O verm. GaAs 0.6 P 0.4 verm. OLEDs - Eficiência Luminosa sólidos sólidos moleculares moleculares SiC azul 1990 amarelo 1995 Desempenho dos LEDs orgânicos e inorgânicos polímeros polímeros PPV nitretos InGaN azul InGaN verde 2000 PPVs PAFs
POLI(P-FENILENO FENILENO-VINILENO), PPV, E SEUS DERIVADOS O O PPV n H 3 CO MEH-PPV n H 3 CO MH-PPV n O O H 3 CO MO-PPV n H 3 CO MD-PPV n O O H 3 CO MHdPPV n H 3 CO St-PPV n
Família dos polifluorenos emitem entre o azul-esverdeado e o violeta H 13 C 6 C 6 H 13 n H 13 C 6 C 6 H 13 n C 6 H 13 C 6 H 13
Corrente (ma) 4 3 2 1 Intensidade luminosa Corrente T = 20 K Intensidade Luminosa (U.A.) 0 40 45 50 Voltagem (V)
2001 2002 IFSC-USP Evolução de LEDs LEDs 1995 1990 Futuro 2002 1999 2002 1999
Vantagens e Inovações Baixo custo e fácil preparação Baixo consumo de energia Grandes áreas de emissão Flexibilidade / Espessura Nova tecnologia
Língua eletrônica Polianilina: IFSC-USP, CNPDIA-EMBRAPA, EP-USP, FCT-UNESP
Filmes de PPV: Método Casting com Estiramento: F d d + x
Filmes de PPV: Técnica Langmuir-Blodgett (LB):
POLÍMEROS PARA FOTÔNICA
GRADE SOBRE POLIURETANO
Grade de Relevo Típica
Aplicação do Modelo
Grades Especiais
Grades Especiais
AGRADECIMENTOS Secretaria de Política e Programas de Pesquisa e Desenvolvimento-SEPED/MCT Centro de Gestão e Estudos Estratégicos - CGEE