É amplamente conhecido que submergir uma maçã em água salgada evita a oxidação e o escurecimento, mas você sabia que a água salgada também pode proteger materiais frágeis de Pontos Quânticos (quantum dot – QD)? Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Chen Hsueh-Shih do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Nacional de Tsing Hua em Taiwan desenvolveu recentemente a primeira técnica de jato de tinta do mundo para usar água salgada para encapsular materiais QD, que não apenas resiste à corrosão por água e oxigênio, mas também pode ser impresso uniformemente como um filme plástico flexível em uma matriz de micro LED para uso em telas dobráveis de alta resolução para telefones celulares, óculos, etc.
A fim de criar telas ultrafinas e flexíveis com maior resolução, maior brilho e uma vida útil mais longa para uso nos óculos de realidade aumentada (AR) e realidade virtual (VR) e para relógios e outros dispositivos eletrônicos, Apple, Samsung e outros fabricantes de painéis importantes investiram pesadamente no desenvolvimento de micro LED para substituir os visores OLED atualmente em uso.
Organizar milhões de micro-LEDs com menos de 100 μm em um substrato apresenta algumas dificuldades importantes. De acordo com Chen, muitos fabricantes usam um método de estampagem para mover milhões de micro LEDs vermelhos, verdes e azuis um por um para o substrato, mas se apenas alguns chips não grudarem, a tela ficará manchada por pixels defeituosos .
Uma maneira de resolver esse problema é usar a impressão a jato de tinta para imprimir micro pixels em vez de mover micro LEDs, o que é mais eficiente e econômico. Porém, quando a solução QD é ejetada da impressora jato de tinta, ocorre convecção no interior das gotículas, empurrando o material para a periferia, deixando-o distribuído de maneira irregular, com uma cor mais clara no centro e uma cor mais escura na periferia, semelhante em aparência o chamado “fenômeno do anel do café” visto em uma gota de café que cai sobre uma superfície clara.
Ao adicionar água salgada (uma solução de cloreto de sódio) à solução QD, a equipe de pesquisa de Chen encapsulou com sucesso os QDs, que se formaram em cristais, o que Chen descreve como “agarrar os pontos quânticos e condensá-los em pontos uniformemente distribuídos”. Esses QDs encapsulados também são mais estáveis e resistentes à corrosão, como maçãs embebidas em água salgada.
O membro da equipe que teve a ideia de embeber os pontos quânticos em água salgada foi o Dr. Ho Shih-Jung, também do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Nacional de Tsing Hua. Ele observou a partir de fotomicrografias que o material QD sem água salgada adicionada se espalha em formas irregulares quando ejetado de uma impressora jato de tinta, mas ao adicionar água salgada, eles gradualmente encolhem e convergem em cristais bonitos e uniformes.
De acordo com Ho, adicionar água salgada à solução QD também torna possível pulverizar gotículas menores, explicando que o tamanho das gotas das impressoras QD atuais é de cerca de 30 μm a 50 μm, mas adicionando água salgada o tamanho pode ser reduzido para tão pequeno quanto 3,7 μm, que tem cerca de 1/20 do diâmetro de um cabelo humano, portanto, a melhor resolução.
Essa pesquisa inovadora foi publicada em uma edição recente da ACS Applied Materials & Interfaces, e o material que desenvolveram está sendo patenteado nos Estados Unidos e em Taiwan.
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