{"id":88971,"date":"2009-10-01T00:00:00","date_gmt":"2009-10-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2009\/10\/01\/delgadas-y-flexibles\/"},"modified":"2017-01-30T13:56:29","modified_gmt":"2017-01-30T15:56:29","slug":"delgadas-y-flexibles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/delgadas-y-flexibles\/","title":{"rendered":"Delgadas y flexibles"},"content":{"rendered":"
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IMETRO<\/span>Prototipo de pantalla flexible transparente recibe una carga el\u00e9ctrica en el laboratorio del InmetroIMETRO<\/span><\/p><\/div>\n

A la hora de hacer un viaje, en el futuro, probablemente no ser\u00e1 m\u00e1s necesario poner la notebook en un malet\u00edn o en una mochila: bastar\u00e1 con doblarla y met\u00e9rsela en el bolsillo. Tal avance tecnol\u00f3gico se convertir\u00e1 en realidad cuando las pantallas flexibles de diodos org\u00e1nicos emisores de luz, los llamados Foleds (de la sigla flexible organic light emitting device<\/em>), salgan al mercado, dentro de poco tiemp. Varios fabricantes de aparatos electr\u00f3nicos como Sony, Philips y Fujitsu, y grupos de investigaci\u00f3n del mundo entero avanzan en busca de ese objetivo. Entre ellos se encuentra un equipo de investigadores brasile\u00f1os del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad Estadual Paulista (IQ-Unesp), del campus de Araraquara, interior de S\u00e3o Paulo, y del Instituto Nacional de Metrolog\u00eda, Normalizaci\u00f3n y Calidad Industrial (Inmetro), de R\u00edo de Janeiro. Recientemente desarrollaron el prototipo de un Foled que se vale de un sustrato in\u00e9dito a base de biocelulosa, una especie de papel transparente denominado biopaper <\/em>por los investigadores, con transparencia superior al 90% en la zona visible del espectro electromagn\u00e9tico, lo que significa que deja pasar casi toda la luz que incide sobre \u00e9l. El grupo de investigadores, que se encuentra ahora elaborando una solicitud de patente de dicho dispositivo, present\u00f3 esta novedad ante la comunidad cient\u00edfica internacional en diciembre de 2008, mediante un art\u00edculo publicado en la revista Thin Solid Films.<\/em><\/p>\n

Adem\u00e1s de computadoras de mano, los papeles electr\u00f3nicos flexibles tambi\u00e9n son esperados para su uso en paneles publicitarios, revistas y peri\u00f3dicos electr\u00f3nicos, men\u00faes de restaurantes y carteles de comercios, por ejemplo. Considerados una de las m\u00e1s prometedoras tecnolog\u00edas de video e imagen del futuro, los Foleds son una respuesta a los esfuerzos que apuntan a la obtenci\u00f3n de un dispositivo electr\u00f3nico que combine las propiedades \u00f3pticas del papel, tales como la alta reflectividad, la flexibilidad y el contraste con la capacidad din\u00e1mica de las pantallas digitales convencionales que equipan notebooks<\/em>, tel\u00e9fonos celulares y PDA’s, las peque\u00f1as computadoras de mano usadas en el comercio y en restaurantes. De entrada, el sustrato m\u00e1s utilizado para la preparaci\u00f3n de estos dispositivos fue el vidrio, un material transparente y con buena resistencia mec\u00e1nica, pero con una limitaci\u00f3n evidente: la dificultad para fabricar pantallas y otros aparatos flexibles o plegables, debido a que sufre roturas con facilidad. La segunda apuesta recay\u00f3 sobre los materiales polim\u00e9ricos, que permiten la obtenci\u00f3n de sistemas m\u00e1s livianos, flexibles y port\u00e1tiles, sin perder la transparencia y la resistencia necesarias. Diversos pol\u00edmeros, incluidos el PET, sigla de poli (tereftalato de etileno), el acetato de celulosa,\u00a0 el policarbonato y el poliuretano, han sido empleados para la producci\u00f3n de dispositivos flexibles. El problema radica en que adem\u00e1s de ser sint\u00e9ticos o derivados de petr\u00f3leo, requieren diversos tratamientos adicionales para generar un material ideal y en general no son biocompatibles ni biodegradables.<\/p>\n

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EDUARDO CESAR<\/span>Sustrato de papel flexible: producci\u00f3n sin residuos t\u00f3xicosEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

Las ventajas del sustrato a base de biocelulosa creado por los brasile\u00f1os se relacionan con el factor ambiental y con el sistema productivo, que es m\u00e1s sencillo, adem\u00e1s de requerir una materia prima renovable. Tambi\u00e9n llamada celulosa bacteriana (CB), \u00e9sta es producida por la bacteria Gluconacetobacter xylinus<\/em> bajo la forma de mantas altamente hidratadas, con un 99% de agua y tan s\u00f3lo el 1% de celulosa. Su proceso productivo no genera residuos t\u00f3xicos en el ambiente, tal como sucede mediante el empleo del m\u00e9todo tradicional de producci\u00f3n de celulosa. Por ser biodegradable y biocompatible, permite tambi\u00e9n su uso en la fabricaci\u00f3n de dispositivos m\u00e9dicos. “Aunque posee la misma estructura qu\u00edmica de la celulosa de las plantas, la biocelulosa presenta mayor pureza, alta cristalinidad y una excepcional resistencia mec\u00e1nica en comparaci\u00f3n con su cong\u00e9nere vegetal”, explica el qu\u00edmico Youn\u00e9s Messaddeq, docente del Laboratorio de Materiales Fot\u00f3nicos (Lamf) del IQ-Unesp.<\/p>\n

En la preparaci\u00f3n final del papel transparente, los investigadores incorporaron a la estructura microfibrilar de las membranas de biocelulosa un sistema h\u00edbrido que contiene al\u00famina y siloxano, \u00e9ste \u00faltimo, un tipo de pol\u00edmero a base de silicio. El agregado de estos compuestos incrementa la transparencia del biopaper,<\/em> que salt\u00f3 de un \u00edndice cercano al 40% en la regi\u00f3n visible del espectro electromagn\u00e9tico a m\u00e1s del 90%, dice Hernane Barud, doctorando en qu\u00edmica del Lamf. La s\u00edntesis del material h\u00edbrido al\u00famina-siloxano form\u00f3 parte de la tesis doctoral del investigador Jos\u00e9 Maur\u00edcio Almeida Caiut, que es becario de posdoctorado de la FAPESP en el IQ-Unesp.<\/p>\n

Con luz propia
\n<\/strong>La biocelulosa tiene la estructura de una red tridimensional de hilos de dimensiones nanom\u00e9tricas (medidas equivalentes a un mil\u00edmetro dividido por un mill\u00f3n) “las nanocelulosas” y tiene una amplia gama de aplicaciones que va de la medicina, como sustituta temporal de la piel en ap\u00f3sitos que ya se encuentran a la venta, fabricados por la empresa Fibrocel, de la localidad de Londrina, Paran\u00e1, a la industria de alimentos, en la fabricaci\u00f3n de fibras diet\u00e9ticas como la crema de coco, pasando por sustratos flexibles para la deposici\u00f3n de Oleds, sigla en ingl\u00e9s de dispositivos org\u00e1nicos emisores de luz. La ventaja de los Oleds con relaci\u00f3n a las pantallas convencionales (plasma, LCD) actualmente en uso es su capacidad de producir luz propia. Su estructura se basa en la colocaci\u00f3n de pel\u00edculas org\u00e1nicas entre dos materiales conductores. Cuando una corriente el\u00e9ctrica pasa por \u00e9stos, el dispositivo emite luz brillante, en un proceso conocido como electroluminescencia.<\/p>\n

El prototipo preparado por la Unesp y el Inmetro se basa en la fabricaci\u00f3n de Oleds sobre un sustrato flexible, el biopaper<\/em>, y tiene una estructura similar a la de un s\u00e1ndwich. Est\u00e1 compuesto por una serie de pel\u00edculas nanom\u00e9tricas con propiedades y funciones espec\u00edficas. El sustrato, a su vez, se compone de biocelulosa, una capa de material conductor y una capa de di\u00f3xido de silicio (SiO2) que tiene la funci\u00f3n de extraer la rugosidad del papel, que interfiere en la conducci\u00f3n el\u00e9ctrica del dispositivo. El material conductor es en ese caso un film de \u00f3xido de indio dopado con esta\u00f1o, un compuesto que lleva el nombre de ITO, o indium tin oxide<\/em>, material empleado en la fabricaci\u00f3n de pantallas de cristal l\u00edquido.<\/p>\n

En la divisi\u00f3n de tareas, le cupo a la Unesp la creaci\u00f3n de la biocelulosa y del biopaper<\/em>, mientras que el Laboratorio de Dispositivos Org\u00e1nicos (Lador) de la Divisi\u00f3n de Metrolog\u00eda Cient\u00edfica del Inmetro qued\u00f3 como responsable de la fabricaci\u00f3n y caracterizaci\u00f3n del Foled. “Una de las misiones de nuestro laboratorio es realizar investigaciones metrol\u00f3gicas de nuevas tecnolog\u00edas basadas en materiales org\u00e1nicos, adem\u00e1s de apoyar a la industria nacional y a otros centros de investigaci\u00f3n en el desarrollo y la caracterizaci\u00f3n de materiales”, afirma Cristiano Legnani, investigador del Lador. “Desde 2006 estamos desarrollando en el Inmetro investigaciones en Oleds bajo vidrio y tambi\u00e9n bajo sustratos flexibles polim\u00e9ricos tales como el poliuretano y polieteremida.”<\/p>\n

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EDUARDO CESAR<\/span>Ap\u00f3sito producido con celulosa bacteriana que ya se encuentra en el mercadoEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

Una carrera al \u00e9xito
\n<\/strong>Fue en una visita a Araraquara en 2005 cuando el investigador Marco Cremona, profesor del Departamento de F\u00edsica de la Pontificia Universidad Cat\u00f3lica de R\u00edo de Janeiro (PUC-Rio) y jefe del Lador conoci\u00f3 las investigaciones relativas a la biocelulosa llevadas adelante por los profesores Messaddeq y Sidney Jos\u00e9 Lima Ribeiro. De ese encuentro surgi\u00f3 el inter\u00e9s en hacer conjuntamente el dispositivo flexible. De acuerdo con Messaddeq, el uso de biocelulosa para la fabricaci\u00f3n de Foleds es in\u00e9dito, si bien que un grupo japon\u00e9s del Research Institute for Sustainable Humanosphere de la Universidad de Kioto ya hab\u00eda logrado desarrollar con \u00e9xito un prototipo que emplea un sustrato hecho con celulosa vegetal, aunque tampoco cuenta con un producto final.<\/p>\n

Los investigadores Marco Cremona, Cristiano Legnani y Welber Quirino tambi\u00e9n esperan que la innovaci\u00f3n que crearon pueda usarse en terapia fotodin\u00e1mica, para el tratamiento del c\u00e1ncer de piel y otras enfermedades dermatol\u00f3gicas. El uso de un sustrato flexible con propiedades biocompatibles como la biocelulosa es crucial para el desarrollo de esta tecnolog\u00eda. Con el m\u00e9todo convencional empleado en este tratamiento, se le aplica al paciente un medicamento fotosensibilizante y el mismo se concentra en el tumor, que recibe un foco de luz (l\u00e1ser o LED’s), que resulta en la destrucci\u00f3n del tejido lesionado. Con el Foled, que se alimentar\u00eda con una peque\u00f1a bater\u00eda menor que la de un celular, la droga se incorporar\u00eda al dispositivo y \u00e9ste se ubicar\u00eda sobre la piel. “Como emite luz propia, el paciente podr\u00eda irse a casa y desarrollar sus actividades normalmente, sin necesitar quedarse en el sanatorio recibiendo la luz, como en\u00a0 el tratamiento convencional”, explica Legnani.<\/p>\n

Seg\u00fan Messadde, los resultados iniciales del Foled de biocelulosa\u00a0 fueron similares a los de dispositivos similares elaborados con vidrio, pero es necesario reducir todav\u00eda m\u00e1s las rugosidades en la superficie de las membranas de biocelulosa para aumentar as\u00ed la eficiencia electroluminescente del papel electr\u00f3nico. Reci\u00e9n despu\u00e9s, la tecnolog\u00eda podr\u00e1 pasar a manos de la industria. “La eficiencia, entendida como la raz\u00f3n entre la cantidad de la energ\u00eda luminosa que suministra el dispositivo y la energ\u00eda el\u00e9ctrica consumida a tal fin y la calidad deben al menos ser comparables con las de los dispositivos actualmente existentes en el mercado (como las telas de LCD)”, explica Messaddeq, para quien, seg\u00fan su c\u00e1lculo m\u00e1s optimista, los primeros productos basados en Foleds saldr\u00edan al mercado en 2015.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nLEGANI, C.\u00a0et al.<\/em>\u00a0Bacterial cellulose membranes as flexible substrates for organic light emmiting devices<\/a>.\u00a0Thin Solid Films<\/strong>. v. 517, p. 1.016-20, dic. 2008.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Investigadores brasile\u00f1os crean pantallas multimedios con papel transparente y plegable","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[297],"coauthors":[116],"class_list":["post-88971","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-ingenieria"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/88971","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=88971"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/88971\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=88971"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=88971"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=88971"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=88971"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}