Moléculas reactivas, como los radicales libres, puede producirse en el cuerpo después de la exposición a ciertos ambientes o sustancias y continuar causando daño celular. Los antioxidantes pueden minimizar este daño al interactuar con los radicales antes de que afecten a las células.

Dirigido por Enrique Gomez, profesor de ingeniería química y ciencia e ingeniería de materiales, Los investigadores de Penn State han aplicado este concepto para evitar daños en las imágenes de los polímeros conductores que comprenden dispositivos electrónicos blandos, como las células solares orgánicas, transistores orgánicos, dispositivos bioelectrónicos y electrónica flexible. Los investigadores publicaron sus hallazgos en Comunicaciones de la naturaleza hoy (8 de enero).

Según Gómez, Visualizar las estructuras de los polímeros conductores es crucial para desarrollar aún más estos materiales y permitir la comercialización de dispositivos electrónicos blandos, pero las imágenes reales pueden causar daños que limitan lo que los investigadores pueden ver y comprender.

"Resulta que los antioxidantes, como los que encontrarías en las bayas, no solo son buenos para usted, sino que también son buenos para la microscopía de polímeros, "Dijo Gómez.

Solo se pueden obtener imágenes de polímeros hasta cierto punto con microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) porque el bombardeo de electrones utilizados para formar imágenes rompe la muestra.

Los investigadores examinaron este daño con el objetivo de identificar su causa fundamental. Descubrieron que el haz de electrones HRTEM generaba radicales libres que degradaban la estructura molecular de la muestra. Introduciendo hidroxitolueno butilado, un antioxidante que se utiliza a menudo como aditivo alimentario, a la muestra de polímero evitó este daño y eliminó otra restricción en las condiciones de obtención de imágenes:la temperatura.

"Hasta ahora, la estrategia principal para minimizar el daño del polímero ha sido la obtención de imágenes a temperaturas muy bajas, "dijo la coautora del artículo Brooke Kuei, quien obtuvo su doctorado en ciencia e ingeniería de materiales en el Penn State College of Earth and Mineral Sciences en agosto. "Nuestro trabajo demuestra que el daño del rayo se puede minimizar con la adición de antioxidantes a temperatura ambiente".

Aunque los investigadores no probaron cuantitativamente los límites de resolución que resultaron de este método, pudieron obtener imágenes del polímero a una resolución de 3.6 angstroms, una mejora con respecto a su resolución anterior de 16 angstroms. Para comparacion, un angstrom es aproximadamente una millonésima parte del ancho de un cabello humano.

Los polímeros están formados por cadenas moleculares que se encuentran una encima de la otra. La distancia previamente fotografiada de 16 angstroms era la distancia entre cadenas, pero las imágenes a 3.6 angstroms permitieron a los investigadores visualizar patrones de contactos cercanos a lo largo de las cadenas. Para el polímero eléctricamente conductor examinado en este estudio, los investigadores podrían seguir la dirección en la que viajan los electrones. Según Gómez, esto les permite comprender mejor las estructuras conductoras de los polímeros.

"La clave de este avance en la microscopía de polímeros fue comprender los fundamentos de cómo se produce el daño en estos polímeros, ", Dijo Gómez." Se espera que este avance tecnológico ayude a conducir a la próxima generación de polímeros orgánicos ".