Negli ultimi anni l’elettronica organica si è evoluta notevolmente, introducendo nel mercato innovazioni significative come sensori organici e flessibili che hanno aperto nuove strade nel settore automobilistico, sanitario, nella logistica e nella tracciabilità dei prodotti. Recentemente, i materiali organici hanno attirato l’attenzione in quanto forniscono un’alternativa per la fabbricazione dei componenti elettronici basati sul silicio e quindi realizzati con materiali inorganici.
di Federico Nicolini
Negli ultimi anni l’elettronica organica si è evoluta notevolmente, introducendo nel mercato innovazioni significative come sensori organici e flessibili che hanno aperto nuove strade nel settore automobilistico, sanitario, nella logistica e nella tracciabilità dei prodotti. Recentemente, i materiali organici hanno attirato l’attenzione in quanto forniscono un’alternativa per la fabbricazione dei componenti elettronici basati sul silicio e quindi realizzati con materiali inorganici.
Cos’è l’elettronica organica?
Un componente elettronico viene definito organico quando il suo funzionamento dipende da materiali organici, ovvero polimeri o piccole molecole che possiedono come elemento base il carbonio. I materiali organici a differenza di quelli inorganici mostrano delle prestazioni inferiori, ad esempio la mobilità di un materiale organico risulta in media tre ordini di grandezza inferiore rispetto al tradizionale silicio. Quindi, la crescita dell’elettronica organica è legata alla possibilità di produrre dispositivi dove le sue qualità compensano la bassa efficienza.
Un grosso vantaggio dell’elettronica organica rispetto alla tradizionale è quello di riuscire a produrre dispositivi flessibili e allungabili. Inoltre, la realizzazione di questi dispositivi non richiede passaggi ad alta temperatura, né costose attrezzature di deposizione; al contrario, il basso costo, la leggerezza e la flessibilità sono alcuni dei vantaggi di questa tecnologia, che ci portano a pensare che avrà una grande diffusione nell’elettronica indossabile. Alcuni materiali possiedono proprietà fotoconduttive e utilizzando tali sostanze potrebbe essere possibile creare impianti per celle solari o superconduttori a prezzi molto bassi.
Un altro vantaggio risiede sulla possibilità di ottenere un pattern (un disegno, una struttura, un circuito) su un’area attraverso metodi di stampa. Infatti, è possibile impiegare questi metodi per lavorare substrati economici, come ad esempio vetro, plastica o particolari tessuti.
Le sfide del settore
Diverse sono le sfideche deve affrontare questo settore: una su tutte è l’instabilità dei composti. Molti materiali organici vengono degradati non appena vengono esposti all’aria, all’acqua o alla luce. Inoltre, esistono dei limiti sull’utilizzo di strutture organiche come veri e propri dispositivi, cioè sui processi per connetterli al circuito elettronico; ovvero come connettere contatti metallici a materiali organici.
Oltre a ciò, siccome le strutture organiche spesso non sono reticoli regolari, vi è un numero limitato di posizioni dove aggiungere le impurità per aumentare la mobilità delle stesse (drogaggio). Gli elettroni, infatti, sono essenzialmente posti in legami covalenti e la loro mobilità nei materiali organici risulta inferiore rispetto a quella dei tradizionali semiconduttori: ciò comporta che le loro applicazioni dovranno risiedere nella fascia delle basse frequenze
Mercato dell’elettronica organica, previsioni e opportunità di crescita
Nonostante le sfide che il settore deve affrontare, il mercato dell’elettronica organica sta crescendo rapidamente. L’aumento del mercato è attribuito alla crescente adozione di questa tecnologia in varie appliczioni, tra le quali le celle fotovoltaiche, gli schermi OLED, batterie e dispositivi di memoria, transistor, tag di identificazione, ecc.
Secondo il Market Research Future (MRFR), la valutazione del mercato dell’elettronica organica è pronta a raccogliere una trazione esponenziale entro il 2027, registrando un CAGR impressionante durante il periodo di valutazione (2016-2027). L’aumento della preferenza dei clienti per substrati flessibili come PET, PEN, TPU confermano la crescita del mercato. D’altra parte, la mancanza di competenze e i budget limitati di ricerca e sviluppo sono fattori significativi che molto probabilmente limiteranno la crescita, ostacolando lo sviluppo dei sistemi esistenti.
Gli aggiornamenti tecnologici previsti negli ultimi anni, tuttavia, sostengono la crescita del mercato durante tutto il periodo di valutazione, apportando le competenze necessarie e riducendo i costi dell’elettronica organica. Molte aziende si stanno concentrando sullo sviluppo dei loro portafogli di prodotti con le ultime tecnologie che seguono approcci di crescita organica e inorganica.eADV