Nós vivemos cada vez mais em uma era eletrônica, em que dispositivos têm uma elevada importância e ocupam significativamente nossas vidas. No entanto, os recursos e as metodologias utilizadas na fabricação desses têm levantado uma série de questões sobre os negativos impactos ambientais causados desde a fabricação até o descarte.

Os semicondutores constituem uma classe de materiais que possuem, como o próprio nome sugere, condutividade intermediária. Os principais materiais utilizados na fabricação de dispositivos semicondutores que formam a base da eletrônica moderna são o silício e o germânio, cujos riscos ambientais e à saúde vão além do processo produtivo, mantendo-se nas próprias substâncias que os compõem.

Desde o começo do século XX, estudos pioneiros observavam a semicondutividade em materiais orgânicos. Porém, foi a partir do final da década de 1980 que a eletrônica orgânica passou a receber significativa atenção, tanto pela comunidade científica quanto pelas empresas. Apesar de recente, essa tecnologia tem mostrado um grande potencial científico e tecnológico em novos dispositivos, devendo permitir, entre outros, a construção de equipamentos flexíveis, a tecnologia de displays e de células solares e o desenvolvimento de novos sensores e biosensores.

Os semicondutores orgânicos são compostos à base de carbono que apresentam características próprias dos semicondutores. Telas construídas a partir desses materiais podem ser flexíveis, característica que as telas construídas com os semicondutores tradicionais não possuem. A flexibilidade proporcionada por essa tecnologia também motiva aplicações inovadoras para meios que convertem energia solar em energia elétrica, como roupas cobertas com sensores fotovoltaicos, guarda-sóis que fornecem energia elétrica, entre outras.

           Célula fotovoltaica flexível                Circuito feito com transistores       
                                                 orgânicos sobre película fina de 
                                                substrato de plástico flexível

Essa flexibilidade se deve à utilização de diodos orgânicos emissores de luz, OLED (organic light emitting diode ). O princípio de funcionamento é baseado em materiais feitos de carbono que, ao serem estimulados por um campo eletromagnético, emitem as luzes azul, verde e vermelho, - cores que todo display precisa para criar imagens. Os OLEDs podem fornecer displays mais nítidos e brilhantes, que consumiriam bem menos energia que os LEDs convencionais, além de serem mais leves, extremamente finos, oferecerem ângulos de visão maiores e reproduzirem cores muito mais naturais que as demais telas do mercado. Hoje em dia, a OLED é a tecnologia mais avançada usada na fabricação de qualquer tipo de tela. A qualidade das imagens é indiscutível, no entanto existem algumas desvantagens: pouca resistência à água e comprometimento do desempenho em ambientes abertos muito iluminados. Em relação ao preço, comprar uma TV OLED não é barato, mas assim como toda tecnologia nova, a tendência é que custem menos com o passar do tempo e os pontos fracos sejam aprimorados.

Demonstração de um dispositivo OLED flexível

Telas flexíveis apresentadas pelas Samsung e LG

Entre a vasta gama de aplicações da eletrônica orgânica, destacam-se: iluminação de estado sólido, display , sinalização luminosa, fotônica, sensores, dispositivos fotovoltaicos, películas e recobrimentos protetores, RFID, baterias, lógicas, memórias e eletrônica em geral. Algumas dessas aplicações já possuem produtos comerciais, outras ainda estão em fase de pesquisa.

Mesmo estando em um estágio avançado de comercialização de alguns produtos, a pesquisa em eletrônica orgânica é bastante ativa. Cresce a cada ano o número de publicações sobre dispositivos semicondutores orgânicos, sua tecnologia e aplicações; artigos de destaque nessa área são publicados nas principais revistas de circulação internacional e com alto impacto.

No Brasil, a eletrônica orgânica tem sido objeto de pesquisa há mais de duas décadas. O país conta com o Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (INEO-INCT), composto por 42 pesquisadores doutores distribuídos em 9 estados cobrindo 4 regiões: Sudeste, Sul, Centro-oeste e Nordeste. A missão do Instituto engloba o desenvolvimento de ciência e tecnologia em eletrônica orgânica, difusão do conhecimento e do potencial científico, bem como a busca de colaborações com os setores industriais afins. As pesquisas do INEO envolvem diferentes classes de materiais orgânicos, foto e eletroativos, síntese orgânica, estudo de propriedades estruturais, ópticas e elétricas, estrutura eletrônica em nível molecular, entre outras; e vêm buscando colocar o Brasil em uma boa posição com relação ao estudo e aplicações na área.

Pesquisadores do Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica

A utilização de materiais orgânicos para a construção de dispositivos eletrônicos promete fazer com que os futuros métodos de fabricação sejam mais seguros e utilizem menos de matérias-primas abundantes. O objetivo é a utilização eficiente dos recursos necessários na fabricação desses dispositivos, consumindo menos material que nas metodologias baseadas em silício.

O desenvolvimento dessa tecnologia exigirá a superação de grandes desafios de pesquisa científica e de engenharia. Apenas enfrentando esses desafios e reunindo cientistas e engenheiros de diversas áreas do conhecimento que o campo da eletrônica orgânica expandirá a funcionalidade, a acessibilidade e a sustentabilidade do nosso mundo eletrônico.