Impresión artística basada en una imagen de microscopía de fuerza atómica (AFM) real que muestra fibras supramoleculares conductoras atrapadas entre dos electrodos de oro separados por 100 nm. Cada fibra de plástico está compuesta por varias fibras cortas y es capaz de transportar cargas eléctricas con la misma eficacia que un metal. Crédito:Gráficos:M. Maaloum, ICS (CNRS)
Investigadores del CNRS y la Université de Strasbourg, encabezada por Nicolas Giuseppone y Bernard Doudin, han logrado fabricar fibras de plástico altamente conductoras que tienen solo varios nanómetros de espesor. Estos nanocables, para el cual CNRS ha presentado una patente, "Autoensamblado" cuando se activa por un destello de luz.
Barato y fácil de manejar, a diferencia de los nanotubos de carbono, combinan las ventajas de los dos materiales que se utilizan actualmente para conducir la corriente eléctrica:metales y polímeros orgánicos plásticos. De hecho, sus notables propiedades eléctricas son similares a las de los metales. Además, son ligeros y flexibles como los plásticos, que abre la posibilidad de afrontar uno de los retos más importantes de la electrónica del siglo XXI:la miniaturización de componentes hasta la escala nanométrica. Este trabajo se publicará el 22 de abril de 2012 el Química de la naturaleza sitio web. El siguiente paso es demostrar que estas fibras se pueden integrar industrialmente en dispositivos electrónicos como pantallas flexibles, células solares, etc.
En un trabajo anterior publicado en 2010 ( Angew. Chem. En t. Ed. 2010, 49, 6974-78), Giuseppone y sus colegas lograron por primera vez obtener nanocables. Para lograr esta hazaña, han modificado químicamente las "triarilaminas", moléculas sintéticas que se han utilizado durante décadas por la industria en los procesos de fotocopiado de Xerox. Para su sorpresa, observaron que a la luz y en solución, sus nuevas moléculas se apilan espontáneamente de manera regular para formar fibras en miniatura. Estos cables unos cientos de nanómetros de largo, se componen de lo que se conoce como el conjunto "supramolecular" de varios miles de moléculas.
Imagen de microscopía de fuerza atómica real que muestra una fibra supramolecular conductora, compuesto por varias fibras cortas. Cada grano corresponde a una molécula (la imagen tiene 50 nm de altura). Crédito:M. Maaloum, ICS (CNRS)
En colaboración con el equipo de Doudin, Luego, los investigadores estudiaron en detalle las propiedades eléctricas de estas nanofibras. Esta vez, colocaron sus moléculas en contacto con un microcircuito electrónico que comprende electrodos de oro separados por 100 nm. Luego aplicaron un campo eléctrico entre estos electrodos.
Su primer hallazgo importante fue que, cuando se activa por un destello de luz, las fibras se autoensamblan únicamente entre los electrodos. El segundo resultado sorprendente fue que estas estructuras, que son tan ligeros y flexibles como los plásticos, resultan ser capaces de transportar extraordinarias densidades de corriente, por encima de 2 * 10 6 Amperios por centímetro cuadrado (A.cm -2 ), acercándose a los de alambre de cobre. Además, Tienen una resistencia de interfaz muy baja con metales:10, 000 veces inferior al de los mejores polímeros orgánicos.
Los investigadores ahora esperan demostrar que sus fibras se pueden usar industrialmente en dispositivos electrónicos miniaturizados como pantallas flexibles, células solares, transistores, nanocircuitos impresos, etc.
