Agregar fotoácido a un tipo especial de cristal polimérico fundido permite una conductividad de protones mejor y conmutable. Esto podría conducir a nuevos materiales para la memoria, tecnologías de supercondensadores y transistores.

Investigadores del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares (iCeMS) en Japón han demostrado un comportamiento de encendido / apagado en un cristal de polímero de coordinación.

Los cristales de polímero de coordinación son materiales híbridos inorgánicos y orgánicos. Son conocidos por su diversidad estructural y funcional y su capacidad para conducir protones.

La conducción de protones es una forma de conducción eléctrica en la que los iones de hidrógeno positivos (H +) llevan la carga en lugar de los electrones. Desempeña un papel clave en impulsar la fotosíntesis en las plantas y podría usarse para desarrollar mejores celdas de combustible.

Un equipo de investigadores dirigido por Satoshi Horike y Susumu Kitagawa sintetizó un polímero de coordinación (CP) haciendo reaccionar óxido de zinc, ácido fosfórico e imidazol en alcohol etílico a temperatura ambiente. A continuación, se fundió el CP y se añadió ácido tríflico. A continuación, la mezcla resultante se enfrió y se recristalizó. Este "dopaje ácido" del CP mejoró significativamente su conductividad protónica.

El equipo derritió su PC original nuevamente y en su lugar agregó la piranina 'fotoácida'. Los fotoácidos son moléculas que se vuelven más ácidas al absorber la luz. Después de enfriar el material, su forma ahora recristalizada se expuso a la luz y su conductividad protónica mejoró. Cuando se apagó la luz, su conductividad disminuyó y volvió a su estado original. Este cambio podría activarse y desactivarse durante varios ciclos consecutivos de exposición a la luz.

El dopaje ácido del CP dio como resultado un cambio estructural mínimo con una mejora general de la conductividad de los protones. El dopado del CP con fotoácido les dio a los investigadores un control externo bajo demanda de la corriente iónica en el material.

"Esta es la primera demostración de la utilización del estado de fusión para la funcionalización de CP, "concluyen los investigadores en su estudio publicado en la revista Angewandte Chemie . Su estrategia de dopaje por fusión podría extenderse potencialmente para sintetizar una nueva clase de sólidos conductores de protones que se pueden utilizar en tecnologías de memoria no volátil. transistores de base iónica, y circuitos de corriente iónica / eléctrica inducidos por luz.

El Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares (iCeMS) de la Universidad de Kyoto en Japón tiene como objetivo avanzar en la integración de las ciencias celulares y de los materiales, Ambos campos tradicionalmente fuertes en la universidad, en un entorno de investigación global excepcionalmente innovador. iCeMS combina las biociencias, química, ciencia de materiales y física para crear materiales para el control celular mesoscópico y materiales inspirados en células. Tales desarrollos son prometedores para avances significativos en la medicina, estudios farmacéuticos, el medio ambiente y la industria.