El polímero orgánico PEDOT es uno de los materiales más estudiados del mundo. A pesar de esto, Los investigadores de la Universidad de Linköping ahora han demostrado que el material funciona de una manera completamente diferente de lo que se creía anteriormente. El resultado tiene una gran importancia en muchos campos de aplicación.

PEDOT tiene propiedades únicas, y es muy adecuado para su uso en células solares, electrodos, la luz emite diodos, pantallas suaves, componentes bioelectrónicos, y muchas otras aplicaciones. Sin embargo, la mayoría de los artículos son de naturaleza experimental, y sólo una pequeña fracción —menos de uno en mil— de los artículos proporciona una comprensión teórica de los diversos aspectos del polímero. Lo mismo ocurre con la estructura electrónica de PEDOT.

"La era de la investigación de prueba y error debería haber terminado. No puedo imaginar cómo sería posible hoy desarrollar un nuevo material sin tener una comprensión teórica profunda de los principios subyacentes que determinan sus propiedades, "dice Igor Zozoulenko, profesor y jefe del grupo de teoría y modelización del Laboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linköping, Campus Norrköping.

También es el autor principal de un artículo en Materiales poliméricos aplicados ACS que presenta una nueva teoría de la estructura electrónica y las propiedades ópticas de PEDOT que revierte gran parte de la correspondiente investigación previa sobre PEDOT.

El modelo de cálculo actualmente reconocido como el más preciso para predecir las propiedades de los materiales se conoce como "DFT, "una abreviatura de" teoría funcional de la densidad ". El método calcula las densidades de electrones de la mecánica cuántica de la manera más eficiente posible, y se ha convertido en un estándar dentro de las diversas ramas de la ciencia de los materiales. Para polímeros conductores orgánicos, sin embargo, Los modelos desarrollados en la década de 1980, antes de que el DFT ganara su uso generalizado, todavía se utilizan ampliamente. El trabajo de los investigadores de LiU ha demostrado que estos modelos son claramente erróneos.

"Muchos de los análisis que se han presentado en artículos científicos sobre PEDOT tendrán que volver a visitarse y revisarse, "dice Igor Zozoulenko.

Una de las principales diferencias se refiere a la absorción óptica, o (algo simplificado) las propiedades de emisión de luz, del material. Estos son, por supuesto, crucial para su uso en células solares, pantallas suaves, y otras aplicaciones. El espectro óptico, el color de la luz, depende de la estructura electrónica del material, incluyendo propiedades tales como los niveles de energía en los que los electrones se encuentran dentro del átomo, los giros que poseen, y la forma en que pueden moverse en el material. Dado que nuestro entendimiento ha sido deficiente, la interpretación de los resultados experimentales ha sido incorrecta.

PEDOT, o poli (3, 4-etilendioxitiofeno), También es un material que puede doparse para darle su notable conductividad. El color cambia a medida que aumenta el grado de dopaje, o, en otras palabras, a medida que se agregan cantidades crecientes de un agente dopante para romper el apareamiento entre los electrones en los átomos. Los métodos anteriores tienen, muy simple, no ha sido suficientemente exacto.

"Nuestro artículo presenta una interpretación completamente diferente de los espectros ópticos de PEDOT, y una interpretación completamente diferente del espectro de resonancia paramétrica de electrones, EPR. Nuestros resultados también se pueden aplicar a muchos otros materiales poliméricos conductores, "dice Igor Zozoulenko.