Un equipo de la Universidad de Osaka ha creado nanocables de una molécula, completos con una capa de aislamiento, de hasta 10 nanómetros de longitud. Cuando midieron las propiedades eléctricas de estos nanocables, los investigadores descubrieron que obligar a las cadenas en forma de cinta a ser planasmejoró significativamente su conductividad en comparación con una conformación retorcida. Los hallazgos pueden permitir una nueva generación de dispositivos de alta tecnología de bajo costo, que incluyen pantallas de teléfonos inteligentes y energía fotovoltaica.
Los polímeros a base de carbono, que son largas cadenas moleculares hechas de unidades repetitivas, se pueden encontrar en todas partes, desde el caucho en las suelas de sus zapatos hasta las proteínas que forman su cuerpo. Solíamos pensar que estas moléculas no podían conducirelectricidad, pero todo eso cambió con el descubrimiento de polímeros conductores. Estos son un pequeño subconjunto de moléculas basadas en carbono que pueden actuar como pequeños cables debido a sus enlaces químicos alternos simples y dobles, también llamados enlaces conjugados.mucho más fáciles y baratos de fabricar y personalizar que la electrónica convencional, han visto una rápida adopción en televisores OLED, pantallas de iPhone y paneles solares, al tiempo que reducen drásticamente su costo.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Osaka han sintetizado cadenas de oligotiofeno de varias longitudes, con hasta 24 unidades repetidas. Esto significa que los nanocables individuales pueden tener una longitud de hasta 10 nanómetros. El aislamiento de los cables era necesario para evitar las corrientes entre cables, así queque la conductividad intrínseca de una sola molécula podría medirse con precisión. Sobre la base de las reglas de la mecánica cuántica, los electrones en las moléculas se comportan más como ondas dispersas que como partículas localizadas. Los enlaces superpuestos en el oligotiofeno permiten que los electrones se extiendan por completoel esqueleto del polímero, para que puedan atravesar fácilmente la molécula para crear una corriente eléctrica.
Este transporte de carga puede ocurrir de dos maneras muy diferentes ". A distancias cortas, los electrones dependen de su naturaleza ondulatoria para" hacer túneles "directamente a través de las barreras, pero a largas distancias, saltan de un sitio a otro para llegar a su destino,"explicó el primer autor, el Dr. Yutaka Ie. El equipo de la Universidad de Osaka descubrió que cambiar la cadena de oligotiofeno de retorcida a plana conducía a una superposición mucho mayor de la columna vertebral conjugada de oligotiofeno, lo que a su vez significaba una conductividad general más grande. Como resultado, elel cruce del túnel a la conducción de salto tuvo lugar con cadenas planas a longitudes de cadena más cortas, en comparación con aquellos con la conformación torcida.
Los investigadores creen que este trabajo puede abrir un mundo completamente nuevo de dispositivos. "Este estudio demuestra que nuestros nanocables aislados tienen el potencial de ser utilizados en la nueva electrónica de 'molécula única'", dijo el autor principal, el Dr. Yoshio Aso.
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Materiales proporcionados por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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