Aspect 3: Tacit and Explicit Knowledge

Los materiales orgánicos conductores constituyen una nueva generación de materiales funcionales con numerosas aplicaciones ligadas a las propiedades que presentan (ver Figura 6). Una de las grandes ventajas que ofrece este tipo de compuestos es la posibilidad de modular dichas propiedades mediante la introducción de sustituyentes y heteroátomos, así como con el nivel de dopado. Por otra parte, en el caso de los polímeros conductores, se combinan las propiedades electrónicas y ópticas de los metales y los semiconductores con las

1. Materiales orgánicos conductores

interesantes propiedades mecánicas y las ventajas de procesado de los polímeros. Materiales orgánicos Síntesis química Ferromagnetismo Cristales líquidos Conductores orgánicos Superconductores Semiconductores y fotoconductores orgánicos Fenómenos de ONL Fenómenos piezoeléctricos y ferroeléctricos Transductores Micrófonos Sensores Grabación magnética y magnetoóptica Pantallas electrónicas Conducción eléctrica sin pérdidas Transvase de energía

Ordenadores superpotentes Componentes electrónicos Baterías de plástico Células solares Fotocopiadoras LEDs Comunicación óptica Moduladores de luz Holografía Limitadores ópticos Materiales orgánicos Síntesis química Ferromagnetismo Cristales líquidos Conductores orgánicos Superconductores Semiconductores y fotoconductores orgánicos Fenómenos de ONL Fenómenos piezoeléctricos y ferroeléctricos Transductores Micrófonos Sensores Grabación magnética y magnetoóptica Pantallas electrónicas Conducción eléctrica sin pérdidas Transvase de energía

Ordenadores superpotentes Componentes electrónicos Baterías de plástico Células solares Fotocopiadoras LEDs Comunicación óptica Moduladores de luz Holografía Limitadores ópticos

Figura 6.- Relación entre la síntesis química, los nuevos materiales orgánicos eléctrica, magnética y/u ópticamente activos que de ella resultan y las enormes posibilidades tecnológicas que de ellos derivan (tomada de referencia [13a]).

Propiedades como la conductividad eléctrica, con transiciones metal- aislante a bajas temperaturas, y la posibilidad de ser dopados reversiblemente hacen de estos materiales componentes electrónicos útiles para el desarrollo de baterías, sensores (narices y lenguas electrónicas), dispositivos electrónicos (diodos, transistores...) o células fotovoltaicas.21 _{En la actualidad existe un gran número de dispositivos}

electrocrómicos, diodos luminiscentes y dispositivos de óptica no lineal (NLO) en los que se utilizan materiales orgánicos, aprovechando las

1. Materiales orgánicos conductores

interesantes propiedades ópticas que éstos presentan. Algunas de las aplicaciones de los materiales orgánicos en el campo de la óptica no lineal son el almacenamiento óptico de datos con alta densidad, holografía y limitadores ópticos.22 _{Las propiedades estructurales de este}

tipo de compuestos son apropiadas para su uso en películas de Langmuir-Blodgett y cristales líquidos.23 _{El desarrollo de toda un área de}

investigación en el campo de los músculos artificiales tiene su origen en las propiedades electroquimiomecánicas que presentan ciertos polímeros conductores.24

Cabe destacar que algunas de las aplicaciones anteriormente comentadas cuentan con un elevado desarrollo tecnológico y se encuentran ya en el mercado. Un ejemplo de ello son los diodos emisores de luz (LEDs, “Light Emitting Diodes”) (ver Figura 7). La aplicación de los polímeros orgánicos a la fabricación de LEDs comenzó cuando, en 1989, investigadores del Cavendish Laboratory de Cambridge aplicaron un voltaje a una fina lámina de plástico conductor (poli-p-fenileno vinileno) y lo vieron resplandecer con una luz verdosa.25

A diferencia de los LEDs inorgánicos, estos polímeros emisores de luz (OLEDs, “Organic Light Emitting Diodes”) pueden crearse de cualquier forma o tamaño. Todo lo que se necesita es encajar una capa del material orgánico electroluminiscente entre dos finos electrodos. En los últimos años la tecnología de los OLEDs se ha desarrollado velozmente y su eficiencia alcanza ya a la de los LEDs más luminosos. Y lo más importante, la versatilidad química que ofrecen permite modular el color emitido mediante pequeños cambios químicos en el polímero, disponiéndose actualmente de polímeros emisores de luz en toda la

1. Materiales orgánicos conductores

gama del visible.26 _{El futuro de los OLEDs es su utilización en la}

fabricación de pantallas en todo tipo de dispositivos electrónicos. Actualmente, ya existen en el mercado teléfonos móviles, cámaras de fotos, televisores portátiles, etc... , en donde la pantalla de cristales líquidos (LCD, “Liquid Cristal Display”) ha sido sustituida por una pantalla de OLEDs. Frente a la tecnología LCD, la tecnología basada en los OLEDs ofrece, entre otras ventajas, un menor consumo, ángulos de visión mayores, colores más brillantes y mejor definidos y pantallas muy delgadas. Todas las compañías de electrónica de cierta importancia (SONY, Philips, Kodak, Samsung, ...) están invirtiendo una cantidad ingente de dinero en el desarrollo de televisores planos basados en la tecnología de los OLEDs y se habla de ellos como los televisores del futuro. Electrodo superior Capa orgánica electroluminiscente Electrodo inferior Sustrato cristalino Electrodo superior Capa orgánica electroluminiscente Electrodo inferior Sustrato cristalino

Figura 7.- Diagrama de la estructura de un OLED y sus aplicaciones en pantallas de ordenadores y teléfonos móviles.

1. Materiales orgánicos conductores

Otro ejemplo de aplicación muy destacable lo constituyen las baterías recargables (ver Figura 8). En los últimos años, ha aparecido un nuevo tipo de batería que almacena más energía que cualquier otra; es flexible, ligera y, como las pantallas OLED, puede fabricarse como láminas del grosor del papel y tomar cualquier forma. Se denomina batería de polímero/litio. Las baterías de polímero/litio han empezado a aparecer en los teléfonos móviles y resultan ideales para los ordenadores portátiles y otros dispositivos, ya que pueden fabricarse con cualquier forma, lo que facilita su incorporación dentro de la carcasa sin necesidad de un compartimento aparte. Un formato mayor de la batería de polímero/litio está siendo desarrollada por 3M e Hydro-Quebec para alimentar a los coches eléctricos. Podría ofrecer alimentación para más de 200 Km antes de que necesitara recargarse, pesaría menos y ocuparía menos espacio que otras baterías.

Figura 8.- Esquema de una pila de polímero/Li y su aplicación en baterías de teléfonos móviles.