Los investigadores han encontrado una manera de utilizar la impresión de polímeros para estirar y aplanar las moléculas retorcidas para que conduzcan mejor la electricidad. Un equipo dirigido por ingenieros químicos y biomoleculares de la Universidad de Illinois informa sus hallazgos en la revista Avances científicos .
Los polímeros conjugados se forman mediante la unión de moléculas ricas en electrones a lo largo de una columna vertebral de enlaces químicos alternos simples y dobles. La conjunción permite que la electricidad viaje muy rápidamente a través de un polímero, por lo que es altamente deseable para su uso en aplicaciones eléctricas y ópticas.El modo de transporte de cargas funciona tan bien que los polímeros conjugados ahora están listos para competir con los materiales de silicio, dijeron los investigadores.
Sin embargo, estos polímeros tienden a contorsionarse en espirales retorcidas cuando se unen, lo que impide gravemente el transporte de carga.
"La planitud o planitud de un polímero conjugado juega un papel importante en su capacidad de conducir electricidad", dijo el profesor de ingeniería química y biomolecular Ying Diao, quien dirigió el estudio. "Incluso un ligero giro de la columna vertebral puede dificultar sustancialmente la capacidadde los electrones para deslocalizar y fluir "
Es posible aplanar polímeros conjugados aplicando una enorme cantidad de presión o manipulando su estructura molecular, pero ambas técnicas requieren mucho trabajo, dijo Diao. "Realmente no hay una manera fácil de hacer esto".
El investigador posdoctoral Kyung Sun Park y el estudiante graduado Justin Kwok notaron algo mientras realizaban experimentos de impresión y simulaciones de flujo en el laboratorio de Diao. Los polímeros pasan por dos fases distintas de flujo durante la impresión: la primera fase ocurre cuando la acción capilar tira de la tinta del polímero mientrascomienza a evaporarse, y la segunda fase es el resultado de las fuerzas impuestas por las cuchillas de impresión y el sustrato, dijeron los investigadores.
"Park y Kwok descubrieron otra fase que ocurre durante la impresión en la que los polímeros parecen tener propiedades muy diferentes", dijo Diao. "Esta tercera fase ocurre entre las dos fases ya definidas, y muestra que los polímeros se estiran en forma planaformas "
Dijo que los polímeros no solo se estiran y aplanan en esta tercera fase, sino que también permanecen así después de precipitarse de la solución, dijo Diao, lo que hace posible ajustar la configuración de la impresora para producir polímeros conjugados para su uso en biomédicos nuevos y más rápidosdispositivos y electrónica flexible.
"Estamos descubriendo un zoológico completo de nuevas fases poliméricas, todas sensibles a las fuerzas que tienen lugar durante el proceso de impresión", dijo Diao. "Prevemos que estos equilibrios inexplorados y las fases inducidas por el flujo finalmente se traducirán en nuevos polímeros conjugadoscon emocionantes propiedades optoelectrónicas "
El grupo de Diao colaboró con Rishat Dilmurat, Yoann Olivier y David Beljonne, de la Universidad de Mons, Bélgica; Xuyi Luo y Jianguo Mei, de la Universidad de Purdue; y Seok-Heon Jung y Jin-Kyun Lee, de la Universidad de Inha, Corea del Sur.
Diao también está afiliado al departamento de ciencias e ingeniería de materiales y al Instituto Beckman para Ciencia y Tecnología Avanzadas en Illinois.
La Fundación Nacional de Ciencias, la Oficina de Investigación Naval y la Asociación Americana de Mujeres Universitarias apoyaron este estudio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de Noticias . Original escrito por Lois Yoksoulian. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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