Los físicos de la Universidad de Umeå, junto con investigadores de la Universidad de California en Berkeley, EE. UU., Desarrollaron un método para sintetizar un tipo de material único y novedoso que se asemeja a un nanoribón de grafeno pero en forma molecular. Este material podría ser importante para el desarrollo futuro de productos orgánicoscélulas solares. Los resultados han sido publicados en la revista científica ACS Nano .
Los nanoribones están compuestos de moléculas con la fórmula química [6,6] -fenil-C61-éster metílico del ácido butírico. Para abreviar se denomina PCBM, y en la práctica es una molécula de fullereno una molécula de carbono con forma de balón de fútbolcon un brazo lateral adjunto para aumentar su solubilidad. Las moléculas de PCBM se usan comúnmente en las células solares orgánicas, ya que tienen una muy buena capacidad para transportar electrones libres que son "generados" por la luz solar.
Los investigadores de la Universidad de Umeå y UC Berkeley ahora han desarrollado un método para organizar tales moléculas en nanoribones cristalinos delgados que tienen solo cuatro nanómetros de ancho. Los nanoribones se cultivan en un proceso de solución con bastante alta eficiencia y todos los nanoribones tienen una morfología únicacon bordes en zigzag.
"Es un material muy intrigante y el método es bastante simple. El material se parece a los nanoribones de grafeno más comúnmente conocidos, pero en nuestro material cada átomo de carbono es 'reemplazado' por una molécula", dice Thomas Wågberg, profesor asociado deDepartamento de Física, quien dirigió el estudio.
Los resultados son interesantes por varias razones; es la primera vez que se producen estructuras con dimensiones tan pequeñas con este tipo de molécula, y las dimensiones de los nanoribones sugieren que deberían ser ideales como "carreteras electrónicas" en la energía solar orgánicaLas células solares orgánicas generalmente consisten en dos tipos de material, uno que conduce los electrones y otro que conduce los "agujeros" que quedan cuando el electrón recibe un impulso de energía de la luz solar entrante puede ver el transporte de"agujero" como un espacio vacío en el tráfico que se mueve hacia atrás en una cola de tráfico que se mueve hacia adelante.
Un conductor de electrones en células solares orgánicas idealmente debería formar largas rutas hacia el electrodo, pero al mismo tiempo ser más delgado que 10-15 nanómetros aproximadamente 10,000 veces más delgado que un cabello normal. Los nanoribones PCBM recientemente desarrollados cumplen todos estos requisitos.
"Junto con el grupo del profesor Ludvig Edman en el Departamento de Física de la Universidad de Umeå, ahora estamos investigando este material más como un componente potencial en las células solares orgánicas con la esperanza de hacer que tales dispositivos sean más eficientes", dice Thomas Wågberg.
Por supuesto, nuestro estudio también es interesante por razones fundamentales, ya que abre posibilidades para investigar importantes propiedades físicas de materiales moleculares con dimensiones a nanoescala.
Acerca de los nanoribones
Las nanoestructuras de carbono existen en muchas formas diferentes. El grafeno es una sola capa de átomos de carbono, que puede "romperse" en nanoribones bajo ciertas circunstancias. Debido a la disminución de las dimensiones en una dirección, los nanofibras de grafeno muestran muchas propiedades únicas. FullerenosPor otro lado, las moléculas con forma de balón de fútbol también se forman a partir de átomos de carbono, mientras que los PCBM son moléculas similares al fullereno con varias propiedades interesantes y un brazo lateral adjunto para aumentar su solubilidad. En el estudio actual, los investigadores han podido construir nanoribones que comprendenMoléculas de PCBM en lugar de átomos de carbono, de modo que la estructura se parece mucho a un nanofibón de grafeno en forma molecular.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Umeå . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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