Novos materiais semicondutores baseadas em PDMS e DPP para Eletrônicas Flexíveis e Esticáveis: Fabricação, Análise e Aplicações em Dispositivos Orgânicos

• Processo: 18/15670-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Paulo Barbeitas Miranda
• Beneficiário: Florian Steffen Günther
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50869-6 - INCT 2014: em Eletrônica Orgânica INEO, AP.TEM
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/07315-1 - Icsm2024, AR.EXT
• Assunto(s): Eletrônica orgânica Dimetil polissiloxano
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aceitadores | diketo-pirrolopirrole | eletrônicos orgânicos | material híbrido | Polidimetilsiloxano | polímeros doadores | semicondutores esticáveis | Eletrônica orgânica

Resumo

Para que as expectativas que temos do futuro se tornem realidade, especialmente no que concerne dispositivos eletrônicos, novos materiais são necessários. Estamos falando principalmente sobre dispositivos conversores de energia solar em eletricidade e em eletrônica flexível. Embora dispositivos flexíveis já sejam acessíveis, a próxima etapa do roteiro em direção a funcionalidades mais sofisticadas requer a capacidade de estiramento. A presente proposta de pesquisa visa estudar um novo material híbrido que combina o diketo diceto-pirrolo-pirrol (DPP), que atualmente é um importante elemento de compostos orgânicos semicondutores, com dimetil polissiloxano uretano (PDMSUr), que oferece propriedades mecânicas adequadas a estiramentos.O trabalho proposto consiste em três tarefas principais. Primeiro, a síntese do copolímero PDMSUr-DPP. No entanto, a maioria das estratégias descritas na literatura se concentra apenas no DPP ou nos materiais de PDMSUr. No trabalho aqui proposto, sugere-se uma rota de síntese que combine essas abordagens. A segunda e principal tarefa é fabricar dispositivos eletrônicos como transistores de filmes finos ou células solares baseadas no novo tipo de material para aplicação em eletrônicos flexíveis e elásticos. Para isso, várias técnicas de fabricação da solução podem ser usadas. Além disso, o substrato adequado e os materiais de contato devem ser escolhidos para obter a melhor funcionalidade do dispositivo. A terceira e última tarefa compreende investigações teóricas que apoiarão as duas tarefas experimentais. Ao comparar as simulações, o sistema pode ser classificado com base em suas propriedades físicas e as funcionalizações mais adequadas podem ser previstas. Ademais, modelos apropriados para descrever os sistemas propostos de diferentes níveis de teoria devem ser formulados.

Publicações científicas

(10)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GUNTHER, FLORIAN; LIMA, ELTON F. S.; ROSSI DE AGUIAR, KELEN M. F.; BEARZI, JEFFERSON R.; SIMOES, MATEUS B.; SCHNEIDER, RICARDO; BINI, RAFAEL A.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; CHI MAN, MICHEL WONG; RISCHKA, KLAUS; et al. PDMS-urethanesil hybrid multifunctional materials: combining CO2 use and sol-gel processing. Journal of Sol-Gel Science and Technology, v. 95, n. 3, SI, AUG 2020. (11/08120-0, 18/19785-1, 18/15670-5, 13/05279-3, 11/06019-0)

WANG, QIAN; LENJANI, SHAYAN VAZIRIEH; DOLYNCHUK, OLEKSANDR; SCACCABAROZZI, ALBERTO D.; KOMBER, HARTMUT; GUO, YUEJIE; GUNTHER, FLORIAN; GEMMING, SIBYLLE; MAGERLE, ROBERT; CAIRONI, MARIO; et al. Electron Mobility of Diketopyrrolopyrrole Copolymers Is Robust against Homocoupling Defects. CHEMISTRY OF MATERIALS, v. 33, n. 2, p. 668-677, JAN 26 2021. (18/15670-5)

COLUCCI, RENAN; BARBOSA, HENRIQUE FRULANI DE PAULA; GUENTHER, FLORIAN; CAVASSIN, PRISCILA; FARIA, GREGORIO COUTO. Recent advances in modeling organic electrochemical transistors. FLEXIBLE AND PRINTED ELECTRONICS, v. 5, n. 1, JAN 2020. (16/24694-0, 18/15670-5)

ZHONG, YUFEI; CAUSA', MARTINA; MOORE, GARETH JOHN; KRAUSPE, PHILIPP; XIAO, BO; GUENTHER, FLORIAN; KUBLITSKI, JONAS; SHIVHARE, RISHI; BENDUHN, JOHANNES; BAROR, EYAL; et al. Sub-picosecond charge-transfer at near-zero driving force in polymer:non-fullerene acceptor blends and bilayers. NATURE COMMUNICATIONS, v. 11, n. 1, FEB 11 2020. (18/15670-5)

FERNANDES, MARCELO; WRASSE, ERNESTO OSVALDO; KAWATA KOYAMA, CAIO JUNJI; GUNTHER, FLORIAN STEFFEN; COUTINHO, DOUGLAS JOSE. Unrevealing the interaction between O-2 molecules and poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT). RSC ADVANCES, v. 12, n. 29, p. 7-pg., 2022-06-22. (14/50869-6, 18/15670-5)

GUNTHER, FLORIAN; LIMA, ELTON F. S.; ROSSI DE AGUIAR, KELEN M. F.; BEARZI, JEFFERSON R.; SIMOES, MATEUS B.; SCHNEIDER, RICARDO; BINI, RAFAEL A.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; CHI MAN, MICHEL WONG; RISCHKA, KLAUS; et al. PDMS-urethanesil hybrid multifunctional materials: combining CO2 use and sol-gel processing. Journal of Sol-Gel Science and Technology, v. 95, n. 3, p. 17-pg., 2020-08-10. (11/08120-0, 18/19785-1, 13/05279-3, 11/06019-0, 18/15670-5)

WANG, QIAN; BOECKMANN, STEFFEN; GUENTHER, FLORIAN; STREITER, MARTIN; ZERSON, MARIO; SCACCABAROZZI, ALBERTO D.; TAN, WEN LIANG; KOMBER, HARTMUT; DEIBEL, CARSTEN; MAGERLE, ROBERT; et al. Hydrogen Bonds Control Single-Chain Conformation, Crystallinity, and Electron Transport in Isoelectronic Diketopyrrolopyrrole Copolymers. CHEMISTRY OF MATERIALS, v. 33, n. 7, p. 2635-2645, APR 13 2021. (18/15670-5)

STEGERER, DOMINIK; PRACHT, MARTIN; GUENTHER, FLORIAN; SUN, HENGDA; PREIS, KEVIN; ZERSON, MARIO; MAFTUHIN, WAFA; TAN, WEN LIANG; KROON, RENEE; MCNEILL, CHRISTOPHER R.; et al. Organogels from Diketopyrrolopyrrole Copolymer Ionene/Polythiophene Blends Exhibit Ground-State Single Electron Transfer in the Solid State. MACROMOLECULES, v. 55, n. 12, p. 16-pg., 2022-06-08. (18/15670-5)

BARBOSA, HENRIQUE F. P.; HIGUITA, GERMAN D. GOMEZ; GUNTHER, FLORIAN; FARIA, GREGORIO C.. unable Charge-Density PEDOT:PSS for Application in Post-Synaptic Organic Neuromorphic Electrode. ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS, v. 8, n. 2, DEC 2021. (08/57706-4, 18/15670-5)

LOKAMANI, MANI; KILIBARDA, FILIP; GUENTHER, FLORIAN; KELLING, JEFFREY; STROBEL, ALEXANDER; ZAHN, PETER; JUCKELAND, GUIDO; GOTHELF, KURT V.; SCHEER, ELKE; GEMMING, SIBYLLE; et al. Stretch Evolution of Electronic Coupling of the Thiophenyl Anchoring Group with Gold in Mechanically Controllable Break Junctions. Journal of Physical Chemistry Letters, v. N/A, p. 9-pg., 2023-06-15. (18/15670-5)