Estudioso com mais de 140 patentes revela princípio natural que ajuda a criar OLEDs

(Dan Tri) - Da fotossíntese aos sensores quânticos, a trajetória dos semicondutores orgânicos mostra como a natureza inspira os avanços tecnológicos.

O Professor Sir Richard Henry Friend, Presidente do Conselho do Prémio VinFuture, realizou um intercâmbio académico com estudantes da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hanói no âmbito do workshop científico "Inovação e Semicondutores Orgânicos".

Aqui, ele compartilha sua trajetória de mais de três décadas de pesquisa em eletrônica orgânica e explica por que esse campo abre uma nova direção para a ciência dos materiais.

O professor Sir Richard Henry Friend conversa com alunos da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hanói (Foto: Centro de Mídia).

A jornada de descoberta dos semicondutores orgânicos

No início de sua palestra, o Professor Friend relatou sua trajetória de décadas de pesquisa com semicondutores orgânicos. Ele enfatizou que a ciência é sempre um campo cheio de surpresas e nunca termina com algumas páginas de um livro didático.

“O mundo da ciência está sempre cheio de surpresas. Às vezes, quando você lê os livros didáticos, pensa que tudo já foi resolvido, mas na realidade é apenas ficção. Quando você entra no laboratório, vê que ainda há inúmeras coisas para aprender”, compartilhou o professor.

De acordo com o Professor Friend, um dos marcos importantes foi o artigo publicado há 35 anos na revista Nature, que lançou as bases para o campo dos diodos orgânicos emissores de luz.

Partindo dessa base, grupos de pesquisa em todo o mundo transformaram gradualmente a ideia de usar moléculas orgânicas como fontes de luz na tecnologia de tela OLED, que hoje está presente em inúmeros smartphones e TVs.

“Quando você liga seu smartphone, a luz que você vê vem de pequenos diodos, não feitos de silício ou gálio, mas de moléculas orgânicas. Isso foi uma grande surpresa, porque normalmente não pensamos em moléculas orgânicas como semicondutores”, explica ele.

A partir de suas observações da vida, o Professor Friend estabeleceu relações com a natureza. As folhas são verdes porque absorvem a luz solar e a convertem em energia química. Na fotossíntese, quando um fóton é absorvido, um elétron é removido de sua posição original, deixando uma lacuna.

Segundo ele, trata-se do protótipo de um dispositivo eletrônico, a menor célula solar da natureza.

Na discussão técnica, o Professor Friend apresentou aos alunos a estrutura dos transistores orgânicos e o conceito de transistores emissores de luz. Este dispositivo permite a injeção simultânea de cargas positivas e negativas no canal, onde se encontram para criar um estado excitado e emitir luz.

Resultados experimentais demonstram que elétrons e lacunas podem se mover por certas distâncias em semicondutores orgânicos, o suficiente para a construção de componentes eletrônicos reais.

Aprendendo com as plantas para desenvolver células solares orgânicas

Um grande número de estudantes da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hanói ouviu a palestra de um acadêmico de renome mundial (Foto: Centro de Mídia).

Partindo da fotossíntese natural, o Professor Friend conduziu os alunos a outra área de aplicação: as células solares orgânicas. Ele descreveu como as plantas verdes captam a luz através de sistemas de antenas moleculares, transmitem energia ao centro de reação e, em seguida, separam as cargas.

Os cientistas simulam esse princípio com uma estrutura de heterojunção em massa. Nela, dois tipos de materiais são misturados: um que tende a aceitar elétrons e outro que tende a aceitar lacunas. O entrelaçamento cria inúmeras interfaces, facilitando a separação das cargas.

Graças a essa estratégia de materiais, a eficiência das células solares orgânicas aumentou rapidamente nos últimos 10 anos. Segundo o professor Friend, os sistemas de baterias orgânicas já atingiram mais de 20% de eficiência, aproximando-se da eficiência das células de silício comerciais.

As vantagens dessa tecnologia são o baixo custo dos materiais, a capacidade de imprimir em grandes áreas e o potencial para fabricar painéis flexíveis que podem ser montados em diversas superfícies.

Novas direções a partir de materiais de radicais livres e sensores quânticos

Nos últimos anos, o grupo do Professor Friend tem se concentrado em uma nova abordagem para reduzir a perda de energia causada pelo estado tripleto.

Eles trabalharam com radicais livres, que são moléculas com um spin ímpar. Em vez de deixar os radicais livres se tornarem reativos e instáveis, a equipe encontrou uma maneira de estabilizá-los em uma estrutura cristalina.

Outra descoberta interessante veio de sistemas moleculares com dois spins, chamados birradicais. A equipe demonstrou que mesmo um campo magnético muito pequeno pode alterar significativamente a cor ou a intensidade da luz emitida.

O professor Friend considera isso um raro efeito quântico que pode ser explorado com condições experimentais simples.

Segundo ele, esse fenômeno abre perspectivas para novos biossensores. Com apenas um tipo de corante fluorescente sensível a campos magnéticos em escala muito pequena, os cientistas podem monitorar processos em amostras biológicas com maior precisão, auxiliando assim no diagnóstico médico.

Oportunidades para o ecossistema de inovação no Vietnã

Além do Professor Friend, o workshop contou também com a participação da Dra. Jayshree Seth, cientista da 3M Corporation e membro do Comitê Preliminar do Prêmio VinFuture. O fato de cientistas de renome mundial interagirem diretamente com os estudantes é considerado uma oportunidade valiosa para a jovem comunidade de pesquisa.

A Dra. Jayshree Seth acredita que os cientistas precisam ajudar o público a perceber que a ciência está presente em todos os aspectos da vida (Foto: Media Center).

O Professor Associado Huynh Dang Chinh, Vice-Presidente da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hanói, enfatizou a importância do evento, uma vez que este contribui para promover o ecossistema de pesquisa e inovação da universidade e do Vietnã.

“A escola espera que esses intercâmbios acadêmicos inspirem novas ambições científicas nos alunos e, ao mesmo tempo, abram caminhos para a cooperação entre os grupos de pesquisa da Politécnica e parceiros nacionais e estrangeiros”, enfatizou o Sr. Chinh.

O professor associado Huynh Dang Chinh, vice-presidente da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hanói, proferiu o discurso de abertura (Foto: Centro de Mídia).

Esses relatos em primeira mão de um cientista de renome mundial sobre sua trajetória do laboratório à tecnologia do dia a dia mostram que a ciência dos materiais não é um campo distante. A ciência ainda tem muito a descobrir, e cada geração de jovens pesquisadores tem a oportunidade de criar novas descobertas para o futuro.

A Semana de Ciência e Tecnologia VinFuture 2025 acontecerá de 2 a 6 de dezembro em Hanói.

Com o tema “Juntos crescemos – Juntos prosperamos”, a série de eventos internacionais anuais deste ano reafirma a missão da VinFuture de conectar conhecimento, despertar o desejo de servir e elevar a posição do Vietnã como um centro de promoção da ciência e inovação no mundo.

A semana inclui 7 atividades principais: palestras inspiradoras, debate sobre Ciência para a Vida; série de diálogos sobre exploração do futuro VinFuture; exposição "O Toque da Ciência", cerimônia de premiação VinFuture; intercâmbio com os vencedores do prêmio VinFuture 2025; VinUni - Fórum de Liderança: Conferência de Inovação no Ensino Superior.

O ponto alto do evento foi a Cerimônia de Premiação VinFuture 2025, que aconteceu na noite de 5 de dezembro no Teatro Hoan Kiem (Hanói). Este evento homenageia trabalhos científicos excepcionais que tiveram um impacto positivo e sustentável em milhões, até mesmo bilhões de pessoas ao redor do mundo.

Este ano, o prêmio será concedido a obras que transmitam o valor de "Juntos crescemos - Juntos prosperamos" para a humanidade, conforme o tema proposto, reafirmando a missão da VinFuture de honrar a inteligência, disseminar a humanidade e servir à vida.

Fonte: 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