Las técnicas avanzadas de rayos X han revelado nuevos detalles estructurales sobre la disposición específica de los átomos en polímeros conjugados. una clase importante de materiales que se utilizan en LED, células solares orgánicas, transistores, sensores y dispositivos de energía termoeléctrica.

Los polímeros conjugados son macromoléculas orgánicas con una estructura electrónica inusual, una columna vertebral con enlaces simples y dobles alternos, que produce interesante, útiles propiedades ópticas y eléctricas.

Debido a un nivel de desorden en la disposición de los átomos en los polímeros conjugados, el uso de métodos directos, como la difracción de rayos X convencional, revela solo información limitada.

Investigadores de la Universidad de Monash dirigidos por el profesor Christopher McNeill, en asociación con colaboradores estadounidenses en el Laboratorio Nacional Brookhaven, han demostrado que la difracción de rayos X resonante realizada a energías de rayos X que resuenan con átomos de azufre en el polímero puede discriminar entre diferentes tipos de estructuras de empaquetamiento en polímeros conjugados.

La investigación fue publicada en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense y obtuvo una contraportada interior de la publicación.

El científico de instrumentos, el Dr. Lars Thomsen, dijo que la espectroscopía de estructura fina de absorción de borde cercano (NEXAFS) realizada en la línea de luz de espectroscopía de rayos X suave en el Sincrotrón australiano proporcionó información espectroscópica que era necesaria para el análisis de los datos de difracción resonante.

Thomsen ha colaborado en la investigación estructural de polímeros conjugados utilizando técnicas de sincrotrón con McNeill, Profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de Monash durante muchos años.

Las mediciones de difracción resonante fueron realizadas en NSLS-II en Brookhaven National Lab en los Estados Unidos por el primer autor Guillaume Freychet.

"Los polímeros conjugados tienen una estructura de anillo, como el benceno, con orbitales que salen por encima y por debajo de los anillos. Los electrones se mueven a través de los orbitales, "explicó Thomsen.

"Si tiene un dispositivo que tiene un par de electrodos a cada lado y una capa de polímero conjugado en el medio, desea que todos los polímeros estén orientados en la misma dirección, para que los electrones puedan moverse libremente de un electrodo a otro, "añadió.

"NEXAFS puede brindarle la información sobre la alineación de los polímeros con respecto a la superficie, " él dijo.

"Cuando se utilizan polímeros orgánicos en un dispositivo, es importante alinear las moléculas de cierta manera para obtener el mejor rendimiento, "explicó Thomsen.

Thomsen dijo que el rango de energía para el experimento estaba un poco más allá de lo que se usa habitualmente en el instrumento, pero pudieron adquirir datos con buenos resultados.