Un grupo de investigación dirigido por Simone Fabiano en el Laboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linköping, ha creado un material orgánico con excelente conductividad que no necesita ser dopado. Lo han logrado mezclando dos polímeros con diferentes propiedades.
Para aumentar la conductividad de los polímeros, y de esta manera obtener una mayor eficiencia en las células solares orgánicas, los diodos emisores de luz y otras aplicaciones bioelectrónicas, hasta ahora los investigadores han dopado el material con varias sustancias. Por lo general, esto se haceeliminar un electrón o donarlo al material semiconductor con una molécula dopante, una estrategia que aumenta el número de cargas y, por lo tanto, la conductividad del material.
"Normalmente dopamos nuestros polímeros orgánicos para mejorar su conductividad y el rendimiento del dispositivo. El proceso es estable por un tiempo, pero el material se degenera y las sustancias que usamos como agentes de dopaje pueden eventualmente filtrarse. Esto es algo que queremosevite a cualquier costo, por ejemplo, en aplicaciones bioelectrónicas, donde los componentes electrónicos orgánicos pueden brindar enormes beneficios en la electrónica portátil y como implantes en el cuerpo ", dice la profesora asociada Simone Fabiano, directora del grupo de nanoelectrónica orgánica dentro del laboratorio de electrónica orgánica.en la Universidad de Linköping.
El grupo de investigación, con científicos de cinco países, ahora ha logrado combinar los dos polímeros, produciendo una tinta conductora que no requiere ningún dopaje para conducir la electricidad. Los niveles de energía de los dos materiales coinciden perfectamente, de modo que las cargas son espontáneastransferido de un polímero al otro.
Los resultados han sido publicados en Materiales de la naturaleza .
"El fenómeno de la transferencia de carga espontánea se ha demostrado antes, pero solo para cristales individuales a escala de laboratorio. Nadie ha demostrado nada que pueda usarse a escala industrial. Los polímeros consisten en moléculas grandes y estables que son fáciles de depositardesde la solución, y es por eso que son muy adecuados para el uso a gran escala como tinta en la electrónica impresa ", dice Simone Fabiano.
Los polímeros son materiales simples y relativamente baratos, y están disponibles comercialmente. No se filtran sustancias extrañas de la nueva mezcla de polímeros. Se mantiene estable durante mucho tiempo y resiste altas temperaturas. Estas propiedades son importantes para los dispositivos de recolección / almacenamiento de energía tambiéncomo electrónica ponible.
"Dado que están libres de agentes antidopaje, son estables en el tiempo y pueden utilizarse en aplicaciones exigentes. El descubrimiento de este fenómeno abre posibilidades completamente nuevas para mejorar el rendimiento de los diodos emisores de luz y las células solares. Esta es también laCaso para otras aplicaciones termoeléctricas, y no menos importante para la investigación dentro de la electrónica portátil y de cuerpo cerrado ", dice Simone Fabiano.
"Hemos involucrado a científicos de la Universidad de Linköping y de la Universidad Tecnológica de Chalmers, y expertos en los Estados Unidos, Alemania, Japón y China. Ha sido una experiencia realmente excelente liderar este trabajo, que es un paso grande e importante en elcampo ", dice.
El financiamiento principal para la investigación provino del Consejo de Investigación de Suecia y el Centro de Ciencias de la Madera Wallenberg. También se realizó dentro del marco de la iniciativa estratégica en materiales funcionales avanzados, AFM, en la Universidad de Linköping.
"Fundamentalmente, el dopaje en polímeros conductores, generando alta conductividad eléctrica, hasta ahora solo se ha logrado combinando un dopante no conductor con un polímero conductor. Ahora, por primera vez, la combinación de dos polímeros conductores produce un sistema compuestoeso es altamente estable y altamente conductor. Este descubrimiento define un nuevo capítulo importante en el campo de los polímeros conductores y despertará muchas aplicaciones novedosas e interés en todo el mundo ", dice el profesor Magnus Berggren, director del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Linköping . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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