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Ciência & Tecnologia dos Materiais

versão impressa ISSN 0870-8312

C.Tecn. Mat. v.21 n.1-2 Lisboa jun. 2009

 

Dia Mundial dos Materiais 2008

Prémio SPM

 

Papel Interactivo – Produção e caracterização de dispositivos electrocrómicos em papel

 

Nuno Correia*, Cláudia Costa, Alexandra Gonçalves, Sónia Pereira, Elvira Fortunato, Rodrigo Martins

 

Universidade Nova de Lisboa-Faculdade de Ciências e Tecnologias, Departamento de Ciência de Materiais,

Campus de Caparica, 2829–516 Monte de Caparica, Portugal.

* nfc11178@fct.unl.pt

 

 

RESUMO:

Neste trabalho produziram-se dispositivos electrocrómicos em diversos substratos de papel. Um dispositivo electrocrómico consiste no empilhamento de diferentes camadas (substrato/eléctrodo/electrocrómico/ electrólito/contra-eléctrodo/eléctrodo/substrato). Ao ser aplicada uma diferença de potencial entre os eléctrodos o material electrocrómico alterna entre um estado colorido ou descolorido conforme a polarização. Estes dispositivos têm sido alvo de grande interesse por parte da comunidade científica, especificamente na procura de novos substratos mais leves, fléxíveis e de baixo custo. Nesse sentido estudou-se o papel como substrato para o dispositivo. Efectuou-se a caracterização morfológica, eléctrica, estrutural e óptica. Transportar a tecnologia do electrocromismo para um substrato como o papel revelou desafios inerentes às características singulares deste material, devido à sua fragilidade e grande irregularidade superficial. No entanto adicionar esta funcionalidade a um material tão comum não só aumenta o seu valor como revela novas oportunidades no mercado da electrónica descartável.

Palavras chave: Substrato de papel, celulose, dispositivos electrocrómicos, WO3, electrónica descartável.

 

 

ABSTRACT:

This work reports the production of electrochromic devices on paper substrates. An electrochromic cell is composed by several layers (substrate/electrode /electrochromic/electrolyte/counter-electrode/electrode/substrate). Applying a potential difference between electrodes will result in an alternate change of the electrochromic material from colored to bleached state. These devices have gained interest in the scientific community specifically in the search for new lightweight, flexible and low cost substrates. Morphological, electrical, structural and optical characterization was made. Combining electrochromic technology with paper revealed singular challenges inherent to this material, due to its fragility and surface roughness. However adding this functionality to such a common material not only increases its value but also provides new opportunities for the disposable electronic market.

Keywords: Paper substrate, cellulose, electrochromic devices, WO3, disposable electronics.

 

 

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text only available in PDF format.

 

 

BIBLIOGRAFIA

 

[1] "http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulose." vol. 2008, 2008.

[2] J. C. Roberts, The Chemistry of Paper: Royal Society of Chemistry, 1996.        [ Links ]

[3] V. Tserki, N. E. Zafeiropoulos, F. Simon, and C. Panayiotou, "A study of the effect of acetylation and propionylation surface treatments on natural fibres," Composites Part a-Applied Science and Manufacturing, vol. 36, pp. 1110-1118, 2005.

[4] J. Lu, P. Askeland, and L. T. Drzal, "Surface modification of microfibrillated cellulose for epoxy composite applications," Polymer, vol. 49, pp. 1285-1296, Mar 2008.

[5] N. C. Elvira Fortunato, Pedro Barquinha, Luís Pereira, Gonçalo Gonçalves, and Rodrigo Martins, "High-Performance Flexible Hybrid Field-Effect Transistors Based on Cellulose Fiber Paper," IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, vol. 29, SEPTEMBER 2008.

[6] C. S. Rocha, Plasticidade do papel e Design. Lisboa: Plátano Editora, 2000.

[7] Y. H. Kim, D. G. Moon, and J. I. Han, "Organic TFT array on a paper substrate," Ieee Electron Device Letters, vol. 25, pp. 702-704, Oct 2004.

[8] D. Nilsson, N. Robinson, M. Berggren, and R. Forchheimer, "Electrochemical logic circuits," Advanced Materials, vol. 17, pp. 353-+, Feb 2005.

[9] P. Andersson, D. Nilsson, P. O. Svensson, M. X. Chen, A. Malmstrom, T. Remonen, T. Kugler, and M. Berggren, "Active matrix displays based on all-organic electrochemical smart pixels printed on paper," Advanced Materials, vol. 14, pp. 1460-+, Oct 2002.

[10] L. Yang, A. Rida, R. Vyas, and M. M. Tentzeris, "RFID tag and RF structures on a paper substrate using inkjet-printing technology," in IEEE Annual Microwave-Theory-and-Techniques-Society International Microwave Symposium, Honolulu, HI, 2007, pp. 2894-2901.

[11] E. Fortunato, N. Correia, P. Barquinha, L. Pereira, G. Goncalves, and R. Martins, "High-performance flexible hybrid field-effect transistors based on cellulose fiber paper," Ieee Electron Device Letters, vol. 29, pp. 988-990, Sep 2008.

[12] R. Martins, P. Barquinha, L. Pereira, N. Correia, G. Goncalves, I. Ferreira, and E. Fortunato, "Write-erase and read paper memory transistor," Applied Physics Letters, vol. 93, p. 3, Nov 2008.

[13] Acreo, "http://www.acreo.se/templates/Page____780.aspx," 2007.

[14] S. Papaefthimiou, G. Leftheriotis, and P. Yianoulis, "Study of electrochromic cells incorporating WO3, MoO3, WO3-MoO3 and V2O5 coatings," in 14th International Vacuum Congress/10th International Conference on Solid Surfaces/5th International Conference on Nanometre-Scale Science and Technology/10th International Conference on Quantitative Surface Analysis, Birmingham, England, 1998, pp. 183-186.

[15] C. O. Avellaneda, D. E. Vieira, A. Al-Kahlout, E. R. Leite, A. Pawlicka, and M. A. Aegerter, "Solid-state electrochromic devices with Nb2O5: Mo thin film and gelatin-based electrolyte," in 10th International Symposium on Polymer Electrolytes, Foz do Iguacu, BRAZIL, 2006, pp. 1648-1654.

[16] C. G. Granqvist, A. Azens, A. Hjelm, L. Kullman, G. A. Niklasson, D. Ronnow, M. S. Mattsson, M. Veszelei, and G. Vaivars, "Recent advances in electrochromics for smart windows applications," Solar Energy, vol. 63, pp. 199-216, Oct 1998.

[17] X. P. Zhang, H. K. Zhang, Q. Li, and H. L. Luo, "An all-solid-state inorganic electrochromic display of WO3 and NiO films with LiNbO3 ion conductor," Ieee Electron Device Letters, vol. 21, pp. 215-217, May 2000.

[18] L. N. Zhang, D. Ruan, and S. J. Gao, "Dissolution and regeneration of cellulose in NaOH/thiourea aqueous solution," Journal of Polymer Science Part B-Polymer Physics, vol. 40, pp. 1521-1529, Jul 2002.

[19] Z. T. Liu, Y. N. Yang, L. L. Zhang, Z. W. Liu, and H. P. Xiong, "Study on the cationic modification and dyeing of ramie fiber," Cellulose, vol. 14, pp. 337-345, Aug 2007.

[20] E. L. Hult, T. Iversen, and J. Sugiyama, "Characterization of the supermolecular structure of cellulose in wood pulp fibres," Cellulose, vol. 10, pp. 103-110, Jun 2003.

[21] J. J. C. L. Segal, A.E. Martin, Jr, C.M. Conrad,, "An Empirical Method for Estimating the Degree of Crystallinity of Native Cellulose Using the X-Ray Diffractometer," Textile Research Journal, vol. 29, p. 8, 1959.

[22] J. I. Moran, V. A. Alvarez, V. P. Cyras, and A. Vazquez, "Extraction of cellulose and preparation of nanocellulose from sisal fibers," Cellulose, vol. 15, pp. 149-159, Feb 2008.

[23] D. Sun, S. Heusing, and M. A. Aegerter, "Li+ ion exchange in CeO2-TiO2 sol-gel layers studied by electrochemical quartz crystal microbalance," Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 91, pp. 1037-1050, Jul 2007.