(PhysOrg.com) - Las pantallas de televisión y computadora del mañana podrían ser más brillantes, más claro y más eficiente desde el punto de vista energético como resultado de un proceso desarrollado por un equipo de investigadores de Canadá y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía.

La síntesis de un polímero orgánico conjugado, ampliamente utilizado como material conductor en dispositivos como diodos emisores de luz. televisores y células solares:podría significar más eficientes, electrónica más barata.

En un artículo publicado en el Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, el grupo de científicos de ORNL y dos universidades canadienses describió su éxito en el crecimiento de cadenas cortas altamente estructuradas de polímero poli (3, 4-etilendioxitiofeno), o PEDOT. El análisis y la comprensión del proceso de polimerización y los resultados se proporcionaron con la ayuda de supercomputadoras ORNL.

La experiencia teórica proporcionada por los científicos de ORNL Bobby Sumpter y Vincent Meunier en la síntesis del polímero PEDOT podría tener un impacto en los productos electrónicos cotidianos. PEDOT es valorado en aplicaciones electrónicas por la transparencia, ductilidad y estabilidad de su conducción, o dopado, estado. Debido a su papel como material conductor en diodos emisores de luz orgánicos, PEDOT se encuentra en muchos dispositivos electrónicos como televisores y monitores de computadora.

El polímero también se utiliza en muchas células de paneles solares como material de relleno de orificios. "Es uno de los polímeros semiconductores más utilizados en el planeta, "Dijo Sumpter.

Mejorar y controlar el orden molecular de un material PEDOT nanoestructurado es fundamental para el rendimiento del polímero en aplicaciones electrónicas. Las matrices de polímeros altamente ordenadas, como las construidas por los investigadores, podrían conducir a una mayor eficiencia en una multitud de dispositivos electrónicos.

Para crear matrices ordenadas del polímero PEDOT, el equipo colocó una molécula precursora en una superficie cristalina de cobre, lo que ayudó a guiar e iniciar la reacción de polimerización. El miembro del equipo Meunier de ORNL comparó el proceso con colocar huevos en un cartón de huevos, donde los mínimos de energía libre, o "sangrías, "en la superficie de cobre permite que las moléculas se apilen ordenadamente una al lado de la otra para formar una estructura polimérica compacta y organizada.

"La química y la estructura estereoquímica resultante en la superficie son muy inusuales, ", dijo Sumpter." La mayoría de los intentos de sintetizar polímeros generalmente dan como resultado matrices de polímeros imperfectas con una estructura prominente muy diferente ".

Sumpter y Meunier del Centro de Ciencias de Materiales Nanofásicos de ORNL con nombramientos en la División de Ciencias de la Computación y Matemáticas colaboraron en el proyecto analizando los resultados a través de un "microscopio virtual". Basado en cálculos de teoría funcional de densidad y simulaciones realizadas en supercomputadoras ORNL, la "microscopía virtual" reveló la estructura altamente organizada de las matrices de polímeros. Al examinar la formación del polímero con los medios convencionales de microscopía de túnel de barrido combinados con la microscopía virtual, el equipo pudo ilustrar claramente la construcción y unión de las matrices PEDOT.

"Este experimento define de qué se trata la nanociencia:una mezcla de técnicas experimentales combinadas con conocimientos teóricos, ", Dijo Meunier." Fue una excelente oportunidad para interactuar directamente con los experimentadores y establecer nuevas colaboraciones internacionales ".

Aunque el equipo centró su investigación en el polímero PEDOT, los investigadores creen que el mismo enfoque podría potencialmente usarse para construir otros polímeros bien definidos.