Przyszłość elektroniki organicznej
Elektronika organiczna jest dosyć specyficzną częścią przemysłu elektronicznego. Nieorganiczne materiały półprzewodnikowe, takie jak krzem, iryd, german, gal itp., są zastąpione ich organicznymi odpowiednikami. Materiałami nie w formie organicznej, tak jak możemy sobie wyobrażać − wychodowanej na farmie, ale „wychodowanej” lub zsyntezowanej w laboratorium.
Materiały organiczne wykorzystywane w elektronice często bazują na podstawowych pierwiastkach świata żyjącego, a więc pierwiastkach biogennych, takich jak węgiel, wodór, azot, fosfor i siarka. Przez odpowiednią kombinację pierwiastków i ich wiązań jesteśmy w stanie stworzyć materiały aktywne, które są w stanie zaabsorbować energię słoneczną i wytworzyć energię elektryczną (organiczna fotowoltaika, OPV) czy też wykorzystać energię elektryczną i świecić w barwie, jaką sobie zażyczymy (organiczne diody elektroluminescencyjne, OLED).
W mojej pracy w ramach projektów badawczych − krajowych i europejskich oraz w ramach międzynarodowych sieci badawczych, które koordynuję, opracowujemy zamienniki organiczne dla każdego komponentu elektronicznego, aby móc stworzyć kompletnie „organiczne” urządzenia elektroniczne, takie jak smartfony, komputery, telewizory, panele fotowoltaiczne, sensory itp. W dzisiejszych czasach wielu z nas posiada już wyświetlacze organiczne w postaci matryc AMOLED w naszych smartfonach (Samsung, Apple, Xiaomi itp.), elastycznych telewizorów OLED, a nawet w składanych telefonach. Dzięki temu możemy poznać nowe możliwości, jakie daje nam elektronika organiczna. Poza „organicznym” charakterem urządzeń ich atutami są elastyczność, lekkość i niewielki rozmiar. Ogranicza nas tylko wyobraźnia.
Obecnie kieruję projektem europejskim ExCEED pn. „Stworzenie i rozwój ERA Chair oraz Centrum Doskonałości w Elektronice Organicznej jako strategiczny punkt rozwoju nauki i innowacji w regionie śląskim i Polsce”. W naszych badaniach tworzymy wysokowydajne emitery wykorzystujące termicznie aktywowaną opóźnioną fluorescencję lub fosforescencję w temperaturze pokojowej do taniego oświetlenia OLED czy też materiały do układów fotowoltaicznych, ale także organicznych systemów magazynowania energii elektrycznej, czyli baterii. Baterie organiczne, które rozwijamy, można zastosować w małej skali, np. w smartwatchach, jak również w większej (np. magazyny energii do budynków lub samochodów).
Mamy wiele pomysłów i chcemy, aby nasze innowacje weszły na jeszcze wyższy poziom. Rozwijamy materiały do obecnych już na rynku typów urządzeń, a także idziemy o krok dalej. Obecne badania obejmują organiczne materiały samooczyszczające, którymi pokrywamy szkło wykorzystywane w ekranach OLED, aby nasze smartfony były bardziej higieniczne. Ponadto opracowujemy materiały organiczne do cienkowarstwowych urządzeń termoelektrycznych, które z jednej strony mogą działać jako chłodzenie w postaci ogniwa Peltiera, a z drugiej strony organicznych generatorów termoelektrycznych i przetwarzać energię cieplną naszego ciała w energię elektryczną. To prawie tak jak w filmie „MATRIX”, gdzie ludzi używano jako „baterii”.
Możemy sobie wyobrazić, że nasze materiały i rozwiązania będą w przyszłości wykorzystane w smartfonach pokrytych materiałem antybakteryjnym i antywirusowym, a nasza „komórka” będzie mogła być ładowana energią słoneczną z cienkowarstwowego ogniwa fotowoltaicznego, będącego elementem ekranu, lub z ciepła generowanego przez padające promienie słoneczne, a bawet z ciepła własnego ciała, gdy trzymamy telefon w kieszeni.
Możliwości elektroniki organicznej są nieograniczone. Wszystko jest kwestią wyobraźni, pracy badawczej i funduszy.
Prof. dr hab. inż. Przemysław Data w 2013 r. ukończył z wyróżnieniem studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Śląskiej, a jego pracę doktorską wyróżniono Nagrodą Prezesa Rady Ministrów. Był też laureatem MIT Technology Review Innovators Under 35. Po doktoracie pracował przez ponad 5 lat na Uniwersytecie w Durham, gdzie prowadził nowatorskie badania w zakresie organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLED).
Fot. Przemysław Data
Dodaj komentarz