Os pesquisadores desenvolveram uma nova abordagem para a eletra´nica impressa que permite dispositivos eletra´nicos de ultra-baixa potaªncia que podem recarregar a partir da luz ambiente ou rua­do de radiofrequência. A abordagem abre caminho para a eletra´nica impressa de baixo custo que pode ser perfeitamente incorporada em objetos e ambientes do dia a dia.

Eletra´nicos que consomem pequenas quantidades de energia são fundamentais para o desenvolvimento da Internet das Coisas, na qual objetos do cotidiano são conectados a  Internet. Muitas tecnologias emergentes, de wearables a dispositivos de saúde a casas e cidades inteligentes, precisam de transistores e circuitos eletra´nicos econa´micos que possam funcionar com o ma­nimo de uso de energia.

A eletra´nica impressa éuma maneira simples e barata de fabricar eletra´nicos que podem abrir caminho para dispositivos eletra´nicos de baixo custo em substratos não convencionais - como roupas, filme pla¡stico ou papel - e fornecer 'inteligaªncia' aos objetos do dia-a-dia.

No entanto, esses dispositivos precisam operar com baixo consumo de energia e energia para serem aºteis em aplicações do mundo real. Embora as técnicas de impressão tenham avana§ado consideravelmente, o consumo de energia continuou sendo um desafio - as diferentes soluções disponí­veis eram muito complexas para a produção comercial.

Agora, pesquisadores da Universidade de Cambridge, trabalhando com colaboradores da China e da Ara¡bia Saudita, desenvolveram uma abordagem para a eletra´nica impressa que poderia ser usada para fazer dispositivos de baixo custo que recarregam do nada. Atémesmo os sinais de ra¡dio do ambiente que nos rodeiam seriam suficientes para alimenta¡-los. Seus resultados são publicados na revista ACS Nano .

Como as baterias comerciais que alimentam muitos dispositivos tem vida útil limitada e impactos ambientais negativos, os pesquisadores estãodesenvolvendo eletra´nicos que podem operar de forma auta´noma com na­veis ultrabaixos de energia.

A tecnologia desenvolvida pelos pesquisadores oferece circuitos eletra´nicos de alto desempenho baseados em transistores de pela­cula fina que são 'ambipolares', pois usam apenas um material semicondutor para transportar cargas elanãtricas negativas e positivas em seus canais, em uma regia£o de operação chamada 'deep subliminar '- uma frase que essencialmente significa que os transistores são operados em uma regia£o que éconvencionalmente considerada como seu estado' desligado '. A equipe cunhou a frase 'ambipolar de sublimiar profundo' para se referir a voltagens de operação ultrabaixas e na­veis de consumo de energia sem precedentes.

Se os circuitos eletra´nicos feitos desses dispositivos fossem alimentados por uma bateria AA padra£o, os pesquisadores dizem que seria possí­vel que funcionassem por milhões de anos ininterruptos.

A equipe, que incluiu pesquisadores da Soochow University, da Chinese Academy of Sciences, da ShanghaiTech University e da King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), usou nanotubos de carbono impressos - cilindros ultrafinos de carbono - como um semicondutor ambipolar para atingir o resultado.

“Graças a  abordagem ambipolar de sublimiar profundo, criamos eletra´nicos impressos que atendem aos requisitos de energia e voltagem de aplicações do mundo real e abrimos oportunidades para dispositivos de sensoriamento remoto e 'coloque e esquea§a' que podem operar sem baterias para todo o seu vitala­cia ”, disse o coautor Luigi Occhipinti, do Departamento de Engenharia de Cambridge. “Crucialmente, nossos eletra´nicos impressos de ultra-baixo consumo de energia são simples e econa´micos de fabricar e superar obsta¡culos de longa data no campo.”

“Nossa abordagem a  eletra´nica impressa poderia ser ampliada para fazer dispositivos baratos sem bateria que poderiam coletar energia do ambiente, como a luz do sol ou ondas eletromagnanãticas onipresentes, como aquelas criadas por nossos telefones celulares e estações wi-fi”, disse o co-lider autor Professor Vincenzo Pecunia da Soochow University. Pecunia éex-estudante de doutorado e pesquisadora de pa³s-doutorado no Laborata³rio Cavendish de Cambridge.

O trabalho abre caminho para uma nova geração de eletra´nicos autoalimentados para aplicações biomédicas, casas inteligentes, monitoramento de infraestrutura e o ecossistema de dispositivos da Internet das Coisas em crescimento exponencial.

A pesquisa foi financiada em parte pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Fa­sicas e Engenharia (EPSRC).