Desde los cables de alto voltaje que transportan electricidad a largas distancias hasta los filamentos de tungsteno de nuestras luces incandescentes, probablemente estemos acostumbrados a pensar que los conductores eléctricos siempre están hechos de metal. Pero durante décadas, los científicos han estado trabajando en materiales avanzados basados en cadenas de oligómeros a base de carbono que también pueden conducir electricidad. Estos incluyen dispositivos orgánicos emisores de luz que se encuentran en algunos teléfonos inteligentes y computadoras modernos.
En la mecánica cuántica, los electrones no son simplemente partículas puntuales con ubicaciones específicas, sino que pueden “deslocalizarse” en una región. Se dice que una molécula larga de enlaces sencillos y dobles alternos está conjugada con pi, y los polímeros conectivos funcionan permitiendo que electrones deslocalizados salten entre las regiones conjugadas con pi, algunas tan cerca como una rana salta entre los charcos. Sin embargo, la eficiencia de este proceso está limitada por la diferencia en los niveles de energía de las regiones adyacentes. La fabricación de oligómeros y polímeros con niveles de energía más uniformes puede conducir a una mayor conductividad eléctrica, lo cual es esencial para el desarrollo de nueva electrónica orgánica funcional, o incluso cables de una sola molécula.
Ahora, en un estudio publicado recientemente Revista de la Sociedad Química Estadounidenseinvestigadores del Sankan (Instituto de Investigación Científica e Industrial) de la Universidad de Osaka han creado varios cables moleculares a escala nanométrica con giros periódicos. En comparación con esfuerzos anteriores que utilizaban una cadena larga que podía girar aleatoriamente, estos oligómeros consistían en regiones estrechamente fusionadas y separadas por vueltas espaciadas uniformemente. Los investigadores demostraron que sus muestras presentaban una mayor conductividad que los oligotiofenos no fusionados. “Al controlar cuidadosamente el tamaño de estas regiones conjugadas con Pi, se logró una alta conductancia de una sola molécula utilizando una estructura molecular rígida en estos oligómeros”, dice Ryo Asakawa, autor principal del estudio.
Los investigadores esperan que este método pueda aplicarse para crear nuevos dispositivos electrónicos orgánicos, que pueden ser más asequibles porque se aplican películas químicas delgadas a sustratos flexibles, en comparación con los métodos tradicionales basados en silicio, que a menudo requieren una sala limpia especial para su producción. litografía. “Esperamos que esta investigación conduzca a dispositivos electrónicos de molécula única y dispositivos orgánicos de película delgada mejorados”, dice el autor principal Yutaka Ie. Los cables moleculares individuales también se pueden utilizar como sensores biocompatibles dentro de las células vivas.
