Os materiais orgânicos, tais como os plásticos, que são largamente utilizados, por exemplo, em embalagens na indústria automobilística, agora começam a ganhar o mundo da óptica. Neste novo cenário passam a ter um papel fundamental na nova revolução da eletrônica de baixo custo. Apesar de comumente utilizados como isolantes, sua propriedade de condutor de eletricidade, descoberta nos anos 70, deu lugar em 2000 ao prêmio Nobel de Química. Os novos componentes orgânicos apresentam propriedades semi-condutoras além da facilidade de fabricação e aplicação, típicas dos materiais orgânicos. Em algumas dezenas de anos, os progressos científicos e tecnológicos serão de tal ordem, que os primeiros produtos comerciais serão colocados no mercado: monitores à base de diodos eletroluminescentes orgânicos (OLED). O objetivo mais ambicioso certamente passa pelo desenvolvimento de monitores coloridos, flexíveis, que possam ser enrolados sobre uma folha de plástico integrando transistores orgânicos. Outros componentes orgânicos estão sendo estudados, tendo-se em mente a redução dos custos de fabricação. Dentre estes temos: lasers, celas fotovoltáicas, biosensores, etc.

Os materiais orgânicos são conhecidos do público nas mais diversas aplicações, sob a forma de plásticos, como materiais estruturais para embalagem, construção civil, indústria automobilística e eletrônica. A extrema flexibilidade de oferta da química do carbono e o desenvolvimento das técnicas de engenharia molecular permitem, atualmente, sintetizar materiais cada vez mais otimizados para uma determinada aplicação. Características mecânicas e propriedades ópticas (absorção, emissão, índice de refração) têm podido ser exploradas graças aos progressos que se tem verificado na capacidade de controlar as estruturas ao nível molecular. Os materiais orgânicos vêm sendo usados nas áreas de corantes e de componentes ópticos passivos: vidros para correção óptica, espelhos de baixo peso para a indústria espacial, revestimentos como filmes finos para óptica de precisão, fibras ópticas de plástico. De forma rápida, seguindo os diversos avanços científicos e tecnológicos, os materiais orgânicos agora aparecem como componentes optoeletrônicos ativos: lasers de corante, mostradores à base de cristais líquidos, componentes ópticos não-lineares, guias de onda integrados, etc.

Progressivamente, a eletrônica orgânica - como de resto suas numerosas perspectivas de aplicação prática -, permite perscrutar uma verdadeira revolução, surgindo como um dos campos de pesquisas em que a colaboração entre químicos e físicos é fundamental. A pesquisa de materiais orgânicos está estreitamente ligada ao progresso da eletrônica molecular. A produção de transistores e de outros componentes eletrônicos constituídos de um único tipo de molécula permitirá incrementar a velocidade de resposta dos sistemas e, ao mesmo tempo, reduzir seu tamanho de maneira significativa. Dois grupos de compostos praticamente coabitam dentro da rubrica eletrônicos orgânicos: aqueles a base de pequenas moléculas e os polímeros. Tanto as primeiras quanto os segundos são idênticos quanto ao funcionamento físico, todavia muito diferentes no que diz respeito aos procedimentos de fabricação e características finais obtidas.

Os componentes baseados em pequenas moléculas, fabricados através da evaporação sob vácuo - técnica clássica em microeletrônica -, na sua forma comercial figuram como monitores OLED, cuja a utilização deverá ser generalizada em telefones celulares e computadores de mão (palm tops). Muitos melhoramentos técnicos, entretanto, necessitam ser feitos visando ao aumento da eficiência, a voltagem de funcionamento e o tempo de vida, para que a tecnologia de monitores planos coloridos de alta resolução e alta eficiência se imponha. O problema da replicação dos pixels sobre grandes superfícies tem sido objeto de inúmeras pesquisas. A técnica de evaporação sob vácuo, utilizada neste tipo de fabricação, apresenta a vantagem de permitir a preparação de filmes relativamente ordenados, o que facilita a transferência de cargas intermoleculares e leva a uma boa mobilidade das cargas eletrônicas. Os melhores transistores orgânicos OTFT (Organic Thin Film Transistor) fabricados, pela IBM e Bell Labs, apresentam mobilidade de alguns cm²V^-1s, à temperatura ambiente. Tais componentes foram desenvolvidos para diversas aplicações de baixo custo, em particular em eletrônica de controle, contrariamente aos monitores OLED.

Os polímeros, moléculas nas quais a estrutura repete-se regularmente em longas cadeias constituídas de entidades elementares (monômeros), são produzidas através de técnicas não muito caras, do tipo via úmida, tais como a serigrafia. Apesar da estrutura dos filmes obtidos ser pouco organizada, o que afeta a mobilidade, os componentes poliméricos produzidos através dessas técnicas tem despertado novamente grande interesse, dada a simplicidade na fabricação. Esta área de pesquisa foi, como dissemos, reconhecida pela atribuição do Prêmio Nobel de Química a Alan J. Heeger (Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, CA), Alan G. MacDiarmid (Universidade da Pensilvânia, Filadélfia, PA) e Hideki Shirakanya (Universidade de Tsukuba, Japão), pela descoberta revolucionária, nos anos 70, que mostrou que um plástico poderia se tornar condutor se contivesse, alternativamente, ligações simples e duplas entre os átomos de carbono, e se eles estivessem dopados via oxidação (retirada de elétrons) ou redução (adição de elétrons). Os "buracos" ou elétrons suplementares poderiam deslocar-se ao longo da molécula que, assim, tornar-se-ia condutora de eletricidade. Inúmeros avanços têm sido reportados na área de componentes poliméricos: fabricação de monitores planos multicoloridos, que estarão disponíveis no fim de 2001; mobilidade de portadores de carga de 0,1 cm²V^-1s, em filmes de politiofenos régio-regulares; realização de circuitos integrados flexíveis contendo centenas de transistores; funcionamento de laser de polímero bombeado opticamente e desenvolvimento de diodos laser poliméricos. De outro lado, temos um grande número de pesquisas promissoras, relacionadas com a replicação de padrões por impressão com jato de tinta (ink jet printing), por estampagem (stamping) e por impressão de padrões (screen printing).

ADIT, mai 2001; Vigie Agronomie & Industrie Alimentaire, numéro 62. (tradução livre - OLA)

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