Los investigadores han encontrado una forma de utilizar la impresión de polímeros para estirar y aplanar moléculas retorcidas para que conduzcan mejor la electricidad. Un equipo dirigido por ingenieros químicos y biomoleculares de la Universidad de Illinois informan sus hallazgos en la revista. Avances de la ciencia .

Los polímeros conjugados se forman mediante la unión de moléculas ricas en electrones a lo largo de una columna vertebral de enlaces químicos simples y dobles alternos. La conjunción permite que la electricidad viaje muy rápidamente a través de un polímero, haciéndolo muy deseable para su uso en aplicaciones eléctricas y ópticas. Este modo de transporte de cargas funciona tan bien que los polímeros conjugados ahora están preparados para competir con los materiales de silicio. dijeron los investigadores.

Sin embargo, Estos polímeros tienden a contorsionarse en espirales retorcidas cuando se unen, obstaculizar gravemente el transporte de carga.

"La planitud o planitud de un polímero conjugado juega un papel importante en su capacidad para 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 obstaculizar sustancialmente la capacidad de los electrones para deslocalizarse y fluir".

Es posible aplanar polímeros conjugados aplicando una enorme cantidad de presión o manipulando su estructura molecular, pero ambas técnicas requieren mucha mano de obra, Dijo Diao. "Realmente no hay una manera fácil de hacer esto".

El investigador postdoctoral 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 cuando comienza a evaporarse, y la segunda fase es el resultado de las fuerzas impuestas por las hojas 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 formas planas ".

No solo los polímeros se estiran y aplanan en esta tercera fase, pero también permanecen así después de precipitarse de la solución, Diao dijo, haciendo posible ajustar la configuración de la impresora para producir polímeros conjugados para su uso en nuevos, dispositivos biomédicos más rápidos y electrónica flexible.

"Estamos descubriendo todo un zoológico de nuevas fases de polímeros, todos sensibles a las fuerzas que tienen lugar durante el proceso de impresión, Dijo Diao. "Prevemos que estos equilibrios inexplorados y fases inducidas por el flujo se traducirán en última instancia en nuevos polímeros conjugados con interesantes propiedades optoelectrónicas".