Un investigador de más de 140 patentes revela un principio natural que ayuda a crear OLED

(Dan Tri) - Desde la fotosíntesis hasta los sensores cuánticos, el viaje de los semiconductores orgánicos muestra cómo la naturaleza inspira los avances tecnológicos.

El profesor Sir Richard Henry Friend, presidente del Consejo del Premio VinFuture, mantuvo un intercambio académico con estudiantes de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hanoi en el marco del taller científico "Innovación y Semiconductores Orgánicos".

Aquí, comparte su recorrido de más de tres décadas de investigación en electrónica orgánica y por qué este campo abre una nueva dirección para la ciencia de los materiales.

El profesor Sir Richard Henry Friend comparte con estudiantes de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hanoi (Foto: Centro de Medios).

El viaje del descubrimiento de los semiconductores orgánicos

Al comienzo de su charla, el profesor Friend relató su trayectoria de investigación de décadas con semiconductores orgánicos. Enfatizó que la ciencia siempre es un campo lleno de sorpresas y nunca termina con unas pocas páginas de un libro de texto.

El mundo de la ciencia siempre está lleno de sorpresas. A veces, al leer libros de texto, crees que todo está resuelto, pero en realidad es solo ficción. Al entrar al laboratorio, verás que aún quedan muchísimas cosas por aprender, compartió el profesor.

Según el profesor Friend, uno de los hitos importantes fue el artículo publicado hace 35 años en la revista Nature, que sentó las bases para el campo de los diodos orgánicos emisores de luz.

A partir de esa base, grupos de investigación de todo el mundo han ido convirtiendo la idea de utilizar moléculas orgánicas como fuentes de luz en la tecnología de pantalla OLED que está apareciendo en innumerables teléfonos inteligentes y televisores hoy en día.

Al encender tu teléfono inteligente, la luz que ves proviene de pequeños diodos, que no están hechos de silicio ni galio, sino de moléculas orgánicas. Fue una gran sorpresa, ya que normalmente no consideramos las moléculas orgánicas como semiconductores, explica.

A partir de sus observaciones de la vida, el profesor Friend se relacionó con la naturaleza. Las hojas son verdes porque absorben la luz solar y la convierten en energía química. En la fotosíntesis, cuando se absorbe un fotón, se retira un electrón de su posición original y se forma un hueco.

Según él, se trata del prototipo de un dispositivo electrónico, la célula solar más pequeña de la naturaleza.

En la discusión técnica, el profesor Friend presentó a los estudiantes la estructura de los transistores orgánicos y el concepto de transistores emisores de luz. Este dispositivo permite la inyección simultánea de cargas positivas y negativas en el canal, donde se unen para crear un estado excitado y emitir luz.

Los resultados experimentales demuestran que los electrones y los huecos pueden moverse a ciertas distancias en semiconductores orgánicos, suficientes para construir componentes electrónicos reales.

Aprendiendo de las plantas para desarrollar células solares orgánicas

Muchos estudiantes de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hanoi escuchan el discurso de un académico de talla mundial (Foto: Centro de Medios).

A partir de la fotosíntesis natural, el profesor Friend condujo a los estudiantes a otra área de aplicación: las células solares orgánicas. Describió cómo las plantas verdes captan la luz mediante sistemas de antenas moleculares, transmiten energía al centro de reacción y luego separan las cargas.

Los científicos simulan este principio con una estructura de heterojunción masiva. En ella, se mezclan dos tipos de materiales: uno que prefiere los electrones y otro que prefiere los huecos. El entrelazado crea numerosos límites, lo que facilita la separación de las cargas.

Gracias a esta estrategia de materiales, la eficiencia de las células solares orgánicas ha aumentado rápidamente en los últimos 10 años. Según el profesor Friend, los sistemas de baterías orgánicas han alcanzado ya más del 20%, acercándose a la eficiencia de las células de silicio comerciales.

Las ventajas de esta tecnología son los bajos costos de material, la capacidad de imprimir en grandes áreas y el potencial de fabricar paneles flexibles que se pueden montar en una variedad de superficies.

Nuevas direcciones de materiales de radicales libres y sensores cuánticos

En los últimos años, el grupo del profesor Friend se ha centrado en un nuevo enfoque para reducir la pérdida de energía causada por el estado triplete.

Trabajaron con radicales libres, moléculas con un espín irregular. En lugar de permitir que los radicales libres se volvieran reactivos y se desestabilizaran, el equipo encontró una manera de estabilizarlos en una red cristalina.

Otro hallazgo interesante provino de sistemas moleculares con dos espines, llamados birradicales. El equipo demostró que incluso un campo magnético muy pequeño puede cambiar significativamente el color o la intensidad de la luz emitida.

El profesor Friend considera que se trata de un efecto cuántico poco común que puede aprovecharse con condiciones experimentales sencillas.

Según él, este fenómeno abre la puerta a nuevos biosensores. Con tan solo un tipo de tinte fluorescente sensible a los campos magnéticos a escala muy pequeña, los científicos pueden monitorizar procesos en muestras biológicas con mayor precisión, lo que facilita el diagnóstico médico.

Oportunidades para el ecosistema de innovación en Vietnam

Además del Profesor Friend, el taller también contó con la participación del Dr. Jayshree Seth, científico de 3M Corporation y miembro del Comité Preliminar del Premio VinFuture. El hecho de que científicos de renombre mundial interactúen directamente con los estudiantes se considera una valiosa oportunidad para la joven comunidad investigadora.

La Dra. Jayshree Seth cree que los científicos necesitan ayudar al público a ver que la ciencia está presente en todos los aspectos de la vida (Foto: Media Center).

El profesor asociado Huynh Dang Chinh, vicepresidente de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hanoi, enfatizó la importancia del evento, ya que contribuye a promover el ecosistema de investigación e innovación de la escuela y de Vietnam.

“La escuela espera que estos intercambios académicos inspiren nuevas ambiciones científicas en los estudiantes y, al mismo tiempo, abran caminos para la cooperación entre los grupos de investigación politécnicos y los socios nacionales y extranjeros”, enfatizó el Sr. Chinh.

El profesor asociado Huynh Dang Chinh, vicepresidente de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hanoi, pronunció el discurso de apertura (Foto: Centro de medios).

Estos relatos de primera mano de un científico de renombre mundial sobre su paso del laboratorio a la tecnología cotidiana demuestran que la ciencia de los materiales no es un campo lejano. La ciencia aún tiene mucho por descubrir, y cada generación de jóvenes investigadores tiene la oportunidad de abrir nuevos horizontes para el futuro.

Semana de Ciencia y Tecnología VinFuture 2025, que tendrá lugar del 2 al 6 de diciembre en Hanoi.

Con el lema “Juntos crecemos - Juntos prosperamos”, la serie de eventos internacionales anuales de este año continúa afirmando la misión de VinFuture de conectar el conocimiento, despertando el deseo de servir y elevando la posición de Vietnam como centro para promover la ciencia y la innovación en el mundo.

La semana incluye 7 actividades principales: Discursos inspiradores, debate sobre Ciencia para la vida; serie de diálogos de exploración del futuro de VinFuture; exposición "El toque de la ciencia", ceremonia de entrega de premios VinFuture; intercambio con los ganadores del premio VinFuture 2025; VinUni - Foro de liderazgo: Conferencia sobre innovación en educación superior.

El momento culminante del evento fue la Ceremonia de Premios VinFuture 2025, celebrada la noche del 5 de diciembre en el Teatro Hoan Kiem (Hanói). Este evento premia trabajos científicos destacados que han tenido un impacto positivo y sostenible en millones, incluso miles de millones, de personas en todo el mundo.

Este año, el premio se entregará a obras que aporten a la humanidad el valor de “Juntos crecemos – Juntos prosperamos”, como lo establece el lema, afirmando la misión de VinFuture de honrar la inteligencia, difundir la humanidad y servir a la vida.

Fuente: https://dantri.com.vn/cong-nghe/hoc-gia-hon-140-bang-sang-che-tiet-lo-nguyen-ly-tu-nhien-giup-tao-ra-oled-20251205120221454.htm