As pesquisas sobre polímeros semicondutores que têm sido realizadas no Laboratório de Óptica e Optoeletrônica do Departamento de Física da Universidade Estadual de Londrina (UEL) atingiram um novo patamar, com a produção, no próprio laboratório, dos primeiros dispositivos feitos com esses compostos orgânicos.
Isso confirma a capacidade do laboratório para, com sua atual infraestrutura, estar entre os poucos do Brasil aptos a trabalhar com as propriedades ópticas dos polímeros, ampliando as possibilidades de pesquisa básica numa área de ponta da tecnologia de materiais.
Polímeros semicondutores são materiais do tipo plástico, geralmente derivados de petróleo, que têm propriedades ópticas e de condução de corrente elétrica. São potencialmente capazes de vir a ter a mesma relevância hoje reservada a cristais de elementos inorgânicos como o silício na fabricação de diodos, transistores e outros componentes eletrônicos de diversos graus de complexidade tecnológica, além de microprocessadores e nanocircuitos usados em nanotecnologia.
Com os polímeros semicondutores é possível fazer, por exemplo, telas de televisores de LED (neste caso, OLED, com o “O” de organic, em inglês, que já existem no mercado), e células fotovoltaicas capazes de transformar a energia do sol em energia elétrica. Existem, porém, diferenças entre os polímeros e os já citados elementos inorgânicos, como o silício, usados para os mesmos fins. Uma delas – talvez a mais importante, quando se fala em pesquisa acadêmica – é que os polímeros são mais baratos, e podem ser obtidos pelo próprio pesquisador interessado, em seu laboratório, com baixo custo, como ocorreu na UEL. A outra, uma desvantagem a desafiar a própria pesquisa acadêmica, é a curta vida útil dos polímeros, bem menor que a dos cristais inorgânicos.
Os dispositivos que foram produzidos no Laboratório de Óptica e Optoeletrônica da UEL são células fotovoltaicas (que transformam a energia solar em energia elétrica) e diodos emissores de luz, os OLEDs.
Sob orientação do professor Edson Laureto, o estudante Bruno Rostirolla, do Mestrado em Física, trabalhou na célula fotovoltaica, cuja camada ativa (responsável pela conversão da energia solar em elétrica) foi feita com um polímero. Para além da produção da célula, o aluno fez uma experiência no sentido de aumentar a capacidade de absorção de luz solar adicionando um corante; constatou um aumento de três vezes na capacidade de produção de energia elétrica.
Já o aluno Wesley Renzi, também do Mestrado, orientado pelo professor José Leonil Duarte, confeccionou OLEDs, que têm o mesmo uso dos LEDs para a obtenção de luminescência, só que são feitos a partir dos polímeros semicondutores. Os LEDs (e, espera-se, futuramente também os OLEDs) estão cada vez mais difundidos, por gastarem muito menos energia que as lâmpadas antigas. Em Londrina, pode-se notar que quase todas as luzes dos sinais de trânsito são de LED. Os carros mais modernos que desfilam pelas ruas também têm lanternas de LED. Sem contar a já citada aplicação nas telas de televisão, em forma de painel.
Para o professor José Leonil Duarte, cuja linha de trabalho é o desenvolvimento de novos materiais para OLED, a capacidade demonstrada com a produção dos primeiros dispositivos é essencial para que as pesquisas no Laboratório de Óptica e Optoeletrônica avancem. “Temos alunos estudando, por exemplo, a mistura de polímeros diferentes, que emitem luz numa faixa espectral bem ampla”, informa.
O professor Edson Laureto lembra que a realização dos trabalhos com os polímeros semicondutores só se tornou possível depois da aquisição, com recursos da Capes, de uma evaporadora térmica que está em uso no Laboratório Multiusuário da UEL. Entre orientandos do professor Laureto e do professor Duarte, oito alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado estão integrados nesses estudos.
O grupo de pesquisadores da UEL integra o Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (INEL), projeto voltado para a pesquisa básica, financiado por órgãos federais. “Só com a pesquisa básica poderemos conhecer, no Brasil, aquilo que outros já descobriram, mas que não vão nos contar como fizeram. Para realizar esse trabalho de forma consistente, é preciso um investimento contínuo do governo. É o que esperamos que aconteça”, completa o professor Duarte.