Las pantallas portátiles se están poniendo al día con los teléfonos y relojes inteligentes. Durante décadas, los ingenieros han buscado OLED que puedan doblarse, torcerse y estirarse manteniendo al mismo tiempo una luz brillante y estable. Estas pantallas podrían integrarse en una nueva clase de dispositivos: tejidos en la tela de la ropa, por ejemplo, para mostrar información en tiempo real, como la velocidad o el ritmo cardíaco de un corredor, sin romperse ni atenuarse.
Pero los ingenieros siempre se han encontrado con una desventaja: cuanto más se estiran estos materiales, más oscuros se vuelven. Ahora, un grupo codirigido por Yury Gogotsi, un científico de materiales de la Universidad Drexel en Filadelfia, ha encontrado una manera de solucionar el problema empleando una clase especial de materiales llamados MXenes—que Gogotsi ayudó a descubrir— que mantienen el brillo mientras se estiran significativamente.
El equipo desarrolló un OLED que puede estirarse hasta el doble de su tamaño original manteniendo un brillo constante. También convierte la electricidad en luz de manera más eficiente que cualquier OLED extensible anterior, alcanzando una eficiencia cuántica externa récord del 17 por ciento, una medida de la eficiencia con la que un dispositivo convierte la electricidad en luz.
El “reemplazo perfecto”
Gogotsi no tenía mucha experiencia con OLED cuando, hace unos cinco años, se asoció con Tae Woo Lee, científico de materiales de la Universidad Nacional de Seúl, para desarrollar mejores OLED flexibles, impulsado por el uso cada vez mayor de electrónica flexible como teléfonos plegables.
Tradicionalmente, las pantallas se construyen a partir de múltiples capas apiladas. En la base, un cátodo suministra electrones que ingresan a las capas orgánicas adyacentes, que están diseñadas para conducir esta carga de manera eficiente. A medida que los electrones se mueven a través de estas capas, se encuentran con una carga positiva inyectada por una película de óxido de indio y estaño (ITO). En el momento en que estas cargas se combinan, el material orgánico libera energía en forma de luz, creando los píxeles iluminados que forman la imagen. Toda la estructura está sellada con una capa de vidrio en la parte superior.
La película de ITO, adherida al vidrio, sirve como ánodo, permitiendo que la corriente pase a través de las capas orgánicas sin bloquear la luz generada. “Pero es quebradizo. Básicamente es cerámica”, por lo que funciona bien para superficies planas, pero no se puede doblar, explica Gogotsi. Ha habido intentos de diseñar OLED flexibles muchas veces antes, pero no lograron superar de manera significativa las limitaciones de flexibilidad y brillo.
Los estudiantes de Gogotsi comenzaron creando una película conductora transparente a partir de un MXene, un tipo de material ultrafino y flexible con conductividad similar al metal. El material es único en su capacidad inherente de doblarse porque está hecho de muchas láminas bidimensionales que pueden deslizarse entre sí sin romperse. La película, de sólo 10 nanómetros de espesor, “parecía ser el reemplazo perfecto de ITO”, dice Gogotsi.
A través de la experimentación, el equipo compartido de Gogotsi y Lee descubrió que una mezcla de MXene y nanocables de plata en realidad se estiraría más manteniendo la estabilidad. “Pudimos duplicar el tamaño y lograr un estiramiento del 200 por ciento sin perder rendimiento”, dice Gogotsi.
El nuevo material también se puede torcer sin perder su brillo. Imagen fuente: Huanyu Zhou, Hyun-Wook Kim, et al.
Y la nueva película MXene no sólo era más flexible que la ITO, sino que también aumentó el brillo en casi un orden de magnitud al hacer más eficiente el contacto entre la capa orgánica emisora de luz superior y la película.
A diferencia del ITO, la superficie de los MXenes se puede ajustar químicamente para facilitar el paso de los electrones desde el electrodo a la capa emisora de luz. Este flujo de electrones más eficiente aumenta significativamente el brillo de la pantalla, como lo demuestra una eficiencia cuántica externa del 17 por ciento, que según el grupo es un récord para los OLED extensibles.
“Lograr esos números en OLED intrínsecamente extensibles bajo un estiramiento sustancial es bastante significativo”, dice Seunghyup Yoo, que dirige el Laboratorio de Electrónica Orgánica Integrada en el KAIST de Corea del Sur. Una eficiencia cuántica externa del 20 por ciento es un punto de referencia importante para este tipo de dispositivo porque es el límite superior de eficiencia dictado por las propiedades físicas de la generación de luz, explica Yoo.
Para aumentar la iluminación, los investigadores fueron más allá de trabajar con MXene. El grupo de Lee desarrolló dos capas orgánicas adicionales para agregar en el medio de su OLED: una que dirige cargas positivas a la capa emisora de luz, asegurando que la electricidad se use de manera más eficiente, y otra que recicla la energía desperdiciada que normalmente se perdería, aumentando el brillo general.
Juntas, la capa MXene y dos capas orgánicas permiten un OLED notablemente brillante y estable, incluso cuando se estira. Gogotsi cree que el OLED posterior es “muy exitoso” porque combina brillo y capacidad de estiramiento, mientras que, históricamente, los ingenieros sólo han podido lograr uno u otro.
“El desempeño que pueden lograr en este trabajo es un avance importante”, dice Si Hong Wang, ingeniero molecular de la Universidad de Chicago que también desarrolla materiales OLED estirables. Wang también señala que la capacidad de estiramiento del 200 por ciento que logró el grupo de Gogotsi es más que sólida para aplicaciones portátiles.
Wearables y atención médica
Un OLED extensible que mantiene su brillo tiene usos en muchos entornos, incluidos entornos industriales, robótica, ropa y dispositivos portátiles y comunicaciones, dice Gogotsi, aunque lo que más le entusiasma es su adopción en dispositivos de seguimiento de la salud. Ve un futuro cercano en el que las pantallas para diagnóstico y tratamiento se incrustarán en la ropa o en “electrónica epidérmica”, comparando su función con la de los relojes inteligentes.
Sin embargo, antes de que estas pantallas puedan salir al mercado, es necesario resolver los problemas de estabilidad inherentes a todos los OLED extensibles, afirma Wang. Los materiales actuales no son capaces de mantener las emisiones de luz durante el tiempo suficiente para atender a los clientes en la forma que necesitan.
Encontrar viviendas para protegerlos también es un problema. “Se necesita un material de encapsulación estirable que pueda proteger el dispositivo central sin permitir que el oxígeno y la humedad penetren”, dice Wang.
Yoo está de acuerdo: dice que es un problema difícil de resolver porque las mejores capas protectoras son rígidas y poco elásticas. Señala otro desafío más en el camino de la comercialización, que es “desarrollar pantallas estirables que no muestren distorsión de la imagen”.
De todos modos, Gogotsi está entusiasmado con el futuro de los OLED extensibles. “Comenzamos con computadoras que ocupaban la habitación, luego pasamos a nuestras computadoras de escritorio, luego a computadoras portátiles, luego obtuvimos teléfonos inteligentes y iPads, pero aún así llevamos cosas con nosotros”, dice. “Las pantallas flexibles pueden estar en la manga de tu chaqueta. Pueden ser enrollado en un tubo o doblado y guardado en el bolsillo. Pueden estar en todas partes”.
Publicado originalmente en {feed_name} el 14 de enero de 2026.
Ver fuente original
