Los semiconductores de polímero, materiales que se han hecho suaves y elásticos pero que aún pueden conducir electricidad, son prometedores para la electrónica futura que se puede integrar dentro del cuerpo. incluidos detectores de enfermedades y monitores de salud.

Sin embargo, hasta ahora Los científicos e ingenieros no han podido dar a estos polímeros ciertas características avanzadas, como la capacidad de detectar bioquímicos, sin interrumpir su funcionalidad por completo.

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería Molecular Pritzker (PME) han desarrollado una nueva estrategia para superar esa limitación. Llamado "clic para polímero" o CLIP, este enfoque utiliza una reacción química para unir nuevas unidades funcionales en semiconductores de polímero.

Usando la nueva técnica, los investigadores desarrollaron un dispositivo de monitoreo de glucosa de polímero, demostrando las posibles aplicaciones de CLIP en la electrónica integrada por humanos. Los resultados fueron publicados el 4 de agosto en la revista Importar .

"Los polímeros semiconductores son uno de los sistemas de materiales más prometedores para dispositivos electrónicos portátiles e implantables, "dijo el profesor asistente Sihong Wang, quien dirigió la investigación. "Pero aún necesitamos agregar más funcionalidad para poder recolectar señales y administrar terapias. Nuestro método puede funcionar ampliamente para incorporar diferentes tipos de grupos funcionales, que esperamos conduzca a grandes avances en el campo ".

Funcionalizar polímeros sin disminuir su eficacia

Para lograr nuevas funcionalidades de estos polímeros semiconductores, también conocidos como polímeros conjugados, muchos investigadores han intentado construirlos desde cero incorporando características avanzadas en los diseños moleculares directamente. Pero los procedimientos convencionales para hacer esto han fallado, ya sea porque las moléculas no han podido resistir las condiciones necesarias para unirlas a las cadenas de polímero, o porque el proceso de síntesis disminuyó su eficacia.

Para superar esto, Wang, con el estudiante graduado Nan Li, desarrolló el método CLIP, que utiliza una cicloadición de azida-alquino catalizada por cobre para añadir unidades funcionales a un polímero. Debido a que esta "reacción de clic" ocurre después de que se crea el polímero, no afecta mucho a sus propiedades iniciales.

No solo eso, la reacción podría usarse en la funcionalización en masa del polímero y en la funcionalización de la superficie, ambas esenciales para crear componentes electrónicos funcionales.

Un sistema potencialmente revolucionario

Para demostrar la eficacia de CLIP, los investigadores adjuntaron unidades que podrían foto-modelar el polímero, importante para diseñar circuitos dentro del material. También agregaron funcionalidad para detectar directamente biomoléculas. Su sensor de biomoléculas utilizó una enzima glucosa oxidasa para detectar glucosa, que luego provoca cambios en la conductancia eléctrica del polímero y amplifica la señal.

Ahora, el grupo está aprovechando su éxito al agregar otras funcionalidades bioactivas y biocompatibles a estos polímeros, que Li dice "tiene el potencial de convertirse en una tecnología revolucionaria".

"Esperamos que los investigadores de todo el campo utilicen nuestro método para dotar aún más de funcionalidad a este sistema de materiales y utilizarlos para desarrollar la próxima generación de electrónica integrada por humanos como una herramienta clave en el cuidado de la salud". "Dijo Wang.