Föreställ dig att du äger en tv med samma tjocklek och vikt som ett pappersark. Det kommer att vara möjligt, någon dag, tack vare den växande industrin för tryckt elektronik. Processen, som tillåter tillverkare att bokstavligen skriva ut eller rulla material på ytor för att producera en elektroniskt fungerande enhet, används redan i organiska solceller och organiska lysdioder (OLED) som bildar displayer på mobiltelefoner.

Även om denna framväxande teknik förväntas växa med tiotals miljarder dollar under de kommande 10 åren, en utmaning är att tillverka till låg kostnad under omgivande förhållanden. För att skapa ljus eller energi genom att injicera eller samla in elektroner, tryckt elektronik kräver ledare, vanligtvis kalcium, magnesium eller litium, med en lågarbetsfunktion. Dessa metaller är kemiskt mycket reaktiva. De oxiderar och slutar fungera om de utsätts för syre och fukt. Det är därför elektronik i solceller och TV-apparater, till exempel, måste täckas med en styv, tjock barriär som glas eller dyra inkapslingsskikt.

Dock, i nya rön publicerade i tidskriften Vetenskap, Georgia Tech-forskare har introducerat vad som verkar vara en universell teknik för att minska en ledares arbetsfunktion. De sprider ett mycket tunt lager av en polymer, ungefär en till 10 nanometer tjock, på ledarens yta för att skapa en stark ytdipol. Samspelet gör luftstabila ledare till effektiva, elektroder med låg arbetsfunktion.

De kommersiellt tillgängliga polymererna kan lätt bearbetas från utspädda lösningar i lösningsmedel som vatten och metoxietanol.

"Dessa polymerer är billiga, miljövänlig och kompatibel med befintliga massproduktionstekniker från rulle till rulle, sa Bernard Kippelen, chef för Georgia Techs Center for Organic Photonics and Electronics (COPE). "Att ersätta de reaktiva metallerna med stabila ledare, inklusive ledande polymerer, förändrar helt kraven på hur elektronik tillverkas och skyddas. Deras användning kan bana väg för lägre kostnader och mer flexibla enheter."

För att illustrera den nya metoden, Kippelen och hans kamrater utvärderade polymerernas prestanda i organiska tunnfilmstransistorer och OLED. De har också byggt en prototyp:den första någonsin, helt plast solcell.

"Polymermodifieraren minskar arbetsfunktionen i ett brett spektrum av ledare, inklusive silver, guld och aluminium, " noterade Seth Marder, biträdande direktör för COPE och professor vid School of Chemistry and Biochemistry. "Processen är också effektiv i transparenta metalloxider och grafen."