Un científico de la Facultad de Ciencias Puras y Aplicadas de la Universidad de Tsukuba desarrolló un método para producir polímeros eléctricamente conductores que asumen una configuración helicoidal. Al usar un cristal líquido como plantilla, pudo producir polímeros ópticamente activos que pueden convertir la luz en una polarización circular. Este enfoque puede ayudar a reducir el costo de las pantallas inteligentes. Los resultados del estudio se publican en Molecular Crystals and Liquid Crystals .

Entrar en una tienda de electrónica en estos días puede ser una experiencia abrumadora si te encuentras en el pasillo de la televisión. Los tamaños de los televisores se han ampliado significativamente en los últimos años, mientras que los precios han bajado. Esto se debe principalmente a la adopción de dispositivos orgánicos emisores de luz (OLED), que son polímeros a base de carbono que pueden brillar en longitudes de onda ópticas sintonizables.

Estos polímeros conjugados, que tienen enlaces simples y dobles alternos, son conductores eléctricos y tienen colores que pueden controlarse mediante dopaje químico con otras moléculas. Su estado de oxidación también se puede cambiar rápidamente usando un voltaje eléctrico, lo que afecta su coloración. Sin embargo, el avance futuro puede requerir nuevos materiales que puedan aprovechar otros tipos de propiedades ópticas, como la polarización circular.

Ahora, un investigador de la Universidad de Tsukuba ha introducido una técnica para crear polímeros bloqueados en una configuración helicoidal, utilizando una plantilla de cristal líquido de sacrificio. "Los polímeros que tienen actividad óptica y función luminiscente pueden emitir luz polarizada circularmente", dice el autor, el profesor Hiromasa Goto.

Para este proceso, las moléculas de cristal líquido estaban originalmente en una configuración recta. La adición de moléculas de monómero hizo que los cristales líquidos se retorcieran en una configuración helicoidal. Esto imprime una "quiralidad" o lateralidad a la estructura, haciéndola orientada en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario. Se aplicó un voltaje eléctrico, que desencadenó la polimerización de los monómeros. Luego se retiró la plantilla de cristal líquido, dejando un polímero congelado en forma helicoidal.

Al romper la simetría del espejo, el polímero tiene la capacidad de convertir la luz polarizada linealmente en una polarización circular. Los anillos de furano en el polímero no solo contribuyen a la conductividad eléctrica, sino que también ayudan a estabilizar la estructura helicoidal.

"Las interacciones de apilamiento pi entre los anillos permiten que el polímero se agregue en un sistema quiral altamente ordenado", dice el profesor Goto. El polímero resultante se probó usando espectroscopía de absorción de dicroísmo circular y se encontró que tenía una fuerte actividad óptica en longitudes de onda visibles. Las aplicaciones futuras de este proceso pueden incluir pantallas electrónicas más baratas y de mayor eficiencia energética. + Explora más

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