L’elettronica “organica” negli ultimi anni ha assunto un ruolo sempre più importante nella nostra vita quotidiana. Dal display dei nostri smartphone, alla possibilità di realizzare celle solari portatili, fino alla tecnologia che ha portato alla produzione degli schermi televisivi curvi, abbiamo quotidianamente sotto gli occhi le prove della crescita delle tecnologie legate a molecole organiche semiconduttrici.

Tutto questo, nonostante ancora oggi queste tecniche siano ancora lontane dal fornire le garanzie offerte invece dai semiconduttori inorganici, specialmente in termini di trasporto delle cariche e di sviluppo dal punto di vista industriale. A questo gap, però, fanno fronte una serie di vantaggi che difficilmente potranno essere raggiunti con i semiconduttori inorganici; anzitutto i costi di produzione, piuttosto ridotti, ma anche la versatilità dei processi di sintesi e la compatibilità con diverse tipologie di substrato, dal vetro ai materiali polimerici flessibili. Queste considerazioni hanno portato diverse aziende del settore high-tech ad investire cifre importanti nei dispositivi basati sui semiconduttori organici, il cui mercato vede ormai un giro d’affari di circa un miliardo di dollari l’anno, destinato ad una crescita continua. Tra gli sviluppi più interessanti, rientrano di certo quelli associati ai diodi organici a emissione di luce (OLED), o anche ai transistor a pellicola sottile (TFT), così come risultano apprezzabili i risultati ottenuti grazie alla sperimentazione (quasi pioneristica) nel campo dei sensori organici, biologici e nella spintronica (la branca scientifica specializzata nello studio dello spin degli elettroni e delle possibili applicazioni in questo ambito) organica.

Proprio i display e i sistemi di illuminazione OLED (che costituiscono la base, ad esempio, della tecnologia degli schermi curvi) rappresentano i prodotti leader del mercato dei semiconduttori organici, anche se il loro sviluppo è ancora oggi basato, forse eccessivamente, su un metodo volto più alla sperimentazione che alla trattazione teorica. Una volta risolta questa problematica, gli OLED potrebbero ulteriormente incrementare il loro impatto sul mercato mondiale.

Dal punto di vista del trasferimento tecnologico, i transistor organici, usati nello stesso ambito degli OLED, sembrano essere più indietro rispetto a questi; ad esempio, in questo campo manca ancora il pieno controllo sull’orientazione molecolare e sulla cristallinità dei film. Questo porta (al momento) alla produzione di strati di molecole (o polimeri) con una conduttività variabile e scarsa riproducibilità da dispositivo a dispositivo.

Studi recenti, però, hanno dimostrato come l’utilizzo di additivi commerciali può accelerare la nucleazione dei cristalli di film di semiconduttori organici. Questo potrebbe attirare l’attenzione di tutte quelle aziende che stano cercando di sfruttare la flessibilità e la trasparenza dei transistor organici per competere con i dispositivi in materiali inorganici.

L’elevato grado di biocompatibilità dei materiali organici ha anche permesso il loro utilizzo nell’ambito biomedico, specie nelle applicazioni riguardanti l’interfaccia neuronale. Pubblicazioni recenti hanno dimostrato che le cariche che scorrono nei conduttori organici possono interagire con il campo elettrico generato dal potenziale d’azione.

Quindi i transistor organici potrebbero contemporaneamente percepire e stimolare l’attività elettrica neuronale di tutti i mammiferi; la strada da percorrere in questo ambito è quindi ancora molto lunga, i materiali organici biocompatibili potrebbero aprire possibilità senza precedenti nel campo della neurofisiologia.

I progressi ottenuti recentemente nel campo dei dispositivi organici sono associabili principalmente allo sviluppo degli strumenti di progettazione e delle strategie di elaborazione; questo ovviamente lascia importantissime speranze per il futuro, laddove si spera che ai continui progressi metodologici e tecnici si accompagnerà un ampliamento della gamma di applicazioni che coinvolgono polimeri e molecole organiche.

Alessandro Mercuri