Los investigadores de los grupos Schroeder y Moore de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han publicado un nuevo estudio que ilustra cómo los cambios en la secuencia del polímero afectan las propiedades de transporte de carga. Este trabajo requirió la capacidad de construir y estudiar moléculas de cadena con altos nivelesde precisión
El artículo, "Transporte de carga en oligómeros conjugados definidos por secuencia", se publicó en el Revista de la Sociedad Americana de Química .
Las moléculas de cadena o los polímeros son omnipresentes en la sociedad moderna, con materiales electrónicos orgánicos cada vez más utilizados en células solares, pantallas planas y sensores. Sin embargo, los materiales convencionales generalmente se hacen por polimerización estadística, donde el orden de las subunidades o monómeros -la secuencia del monómero es aleatoria
"Los métodos de polimerización tradicionales no nos dan un nivel perfecto de control de secuencia", dijo Charles Schroeder, director asociado y profesor Ray and Beverly Mentzer en Ingeniería Química y Biomolecular y miembro de la facultad a tiempo completo del Instituto Beckman para AvanzadoCiencia y tecnología. "Como resultado, ha sido difícil preguntar cómo la secuencia de monómeros afecta sus propiedades".
Los investigadores desarrollaron un método llamado síntesis iterativa para tratar el problema. "La síntesis de proteínas en nuestras células ocurre agregando los aminoácidos uno por uno. Utilizamos el mismo método para hacer polímeros sintéticos donde agregamos monómeros distintos en unde manera individual. Esto nos permite controlar con precisión la secuencia en una disposición lineal ", dijo Hao Yu, un estudiante graduado en el Grupo Schroeder, y el Grupo Moore dirigido por Jeff Moore, el Presidente de Stanley O. Ikenberry y profesor dequímica.
Después de hacer los materiales, los investigadores estudiaron sus propiedades de transporte de carga utilizando técnicas de molécula única. De esta manera, pudieron medir la conductancia a través de cadenas individuales, de forma muy parecida a un 'cable molecular'.
"Los cables moleculares son generalmente buenos para transportar carga", dijo Schroeder. "Queríamos saber cómo cambian las propiedades de transporte de carga si cambia la secuencia general".
Yu agregó anclas moleculares en ambos extremos de la molécula de la cadena para permitir la caracterización. "Utilizamos una técnica llamada método de unión de rotura de microscopio de túnel de escaneo, donde las anclas se unen a dos electrodos de oro y forman una unión molecular", dijo SongsongLi, un estudiante graduado en el Grupo Schroeder. "Luego imponemos un sesgo o voltaje aplicado a través de la molécula, y esto nos permite medir las propiedades de transporte de carga de estos polímeros".
"Actualmente, el método de síntesis es laborioso", dijo Schroeder. "En el futuro, estamos desarrollando métodos de síntesis automatizados en el Instituto Beckman para generar grandes bibliotecas de moléculas definidas en secuencia".
"Las implicaciones de este trabajo son significativas", dijo Dawanne Poree, gerente de programa de la Oficina de Investigación del Ejército que apoya el trabajo. "A menudo se pregunta si las propiedades dependientes de la secuencia observadas en los polímeros biológicos podrían traducirse en materiales poliméricos sintéticos.Este trabajo representa un paso hacia la respuesta a esta pregunta. Además, proporciona información clave sobre cómo la estructura molecular puede diseñarse y manipularse racionalmente para generar materiales con propiedades de diseño de interés para el Ejército, como nanoelectrónica, transporte de energía, codificación molecular y datos.almacenamiento, autocuración y más "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas . Original escrito por Ananya Sen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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