Encontrar nuevas formas de hacer mejores materiales para circuitos electrónicos es una forma de hacer un mejor dispositivo. Un nuevo polímero llamado poli (ciclosilano) (abajo a la derecha), es esencialmente un "chip" de silicio ultrapequeño que se asemeja a un fragmento de la red atómica de silicio (izquierda), un material fundamental que se encuentra en la mayoría de la electrónica. La síntesis química del nuevo polímero fue posible gracias a un diseño especialmente diseñado, novedoso bloque de construcción (monómero) (arriba) que tiene un patrón de puntos de conexión química que permiten el crecimiento de la estructura polimérica solo en la dirección deseada. Crédito:Departamento de Energía de EE. UU.
Uno de los desafíos en la fabricación de nuevos dispositivos electrónicos es la química necesaria para ensamblar las capas que componen el dispositivo. En esta investigación, Un nuevo enfoque de química sintética produce materiales ultrapequeños que se asemejan a un fragmento de silicio semiconductor. El proceso utiliza un patrón definido con precisión de sitios reactivos, o "ganchos" químicos. Los ganchos controlan la estructura como material, un polímero, crece. Ser capaz de crear pequeñas piezas de materiales similares al silicio puede facilitar la fabricación de circuitos electrónicos de diseño con propiedades ajustadas para usos específicos.
El silicio es un semiconductor. Es esencial para definir tecnologías modernas como chips de computadora y células solares. El acceso a nuevas formas de este semiconductor puede conducir a nuevas propiedades del material. Esta investigación proporciona una ruta química sintética hacia nuevas formas de materiales similares al silicio. Los materiales resultantes podrían cambiar las células solares y las computadoras.
La síntesis racional es la elección estratégica de una secuencia de reacciones químicas que conducen a un objetivo químico deseado. La aplicación de síntesis racional conduce a la creación de materiales innovadores y bien definidos inaccesibles por los métodos de fabricación tradicionales, como cortar, mecanizado y pulido. Sin embargo, el pequeño número de métodos sintéticos de que disponen los químicos para fabricar silicio ha limitado el papel de la síntesis racional en el desarrollo de nuevas formas de este semiconductor esencial que se encuentra prácticamente en toda la electrónica moderna. Investigadores de la Universidad Johns Hopkins abordaron este desafío desarrollando nuevos enfoques para hacer moléculas con estructuras cíclicas de silicio. así como nuevos métodos para convertirlos en formas de material a granel, como películas delgadas o fibras. Los químicos de la Universidad Johns Hopkins sintetizaron una nueva clase de polímeros que llamaron poli (ciclosilano).
La nueva clase de polímeros contiene bloques de construcción repetidos (monómeros) que se asemejan a parte de la estructura interna del silicio elemental. El monómero de ciclosilano contiene un patrón definido con precisión de sitios reactivos, o "ganchos químicos", "que obligan a los monómeros de los componentes básicos a ensamblarse de una sola manera. El poli (ciclosilano) exhibe propiedades ópticas prometedoras y puede integrarse con otros materiales activos electrónicamente para preparar materiales funcionales novedosos. Estos materiales pueden tener utilidad futura en aplicaciones tales como células solares u otros dispositivos electrónicos.
