Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales y el Instituto Max Plank para la Investigación de Polímeros ha desarrollado las primeras nanohojas de tiofeno supramolecular del mundo, que es un material orgánico bidimensional con un espesor de 3,5 nm.

En años recientes, Los materiales electrónicos con estructuras de láminas bidimensionales como el "grafeno" han atraído una atención considerable. Sin embargo, en el caso del grafeno, el control del tamaño es difícil, y la funcionalización química de la superficie del grafeno es imposible. Por otra parte, los derivados del tiofeno se han investigado activamente como materiales electrónicos para transistores de efecto de campo (FET), células solares orgánicas, materiales de electroluminiscencia orgánica (EL orgánico), y otras aplicaciones. Sin embargo, el proceso de fabricación de la película fina de tiofeno presenta muchos problemas. Por ejemplo, La deposición de vapor al vacío requiere mucha energía y equipos costosos. Aunque el método de fabricación de película delgada mediante un proceso húmedo simple se ha desarrollado utilizando una solución de polímero, es difícil obtener películas delgadas de polímero con alta cristalinidad. En esta investigación, El Dr. Ikeda superó estos problemas y encontró un método de fabricación fácil de nanohojas de tiofeno con alta cristalinidad en la solución.

En este trabajo, El Dr. Ikeda descubrió que un copolímero alterno, en el que un derivado de tiofeno y una cadena de etilenglicol flexible están alternativamente conectados, se pliega en algunos solventes orgánicos de tal manera que las unidades de tiofeno se apilan entre sí, y los copolímeros plegados se autoensamblan en una estructura de hoja bidimensional (Figura). Aunque la longitud del polímero utilizado en este trabajo es de aproximadamente 80 nm, el grosor de la hoja es de solo 3,5 nm debido a la conformación plegada del copolímero. Se confirmó que la disposición de las unidades de tiofeno en la nanohoja era la misma que la fabricada por deposición de vapor al vacío de compuestos de tiofeno de bajo peso molecular. Por lo tanto, Nuestras nanoláminas de tiofeno son factibles para la aplicación de dispositivos electrónicos orgánicos. El tamaño lateral de la nanohoja se pudo controlar ajustando la concentración de la solución de polímero. La modificación química de la superficie de la nanoplaca también fue posible mediante la introducción de la otra unidad funcional en los terminales del copolímero.

Dado que es posible fabricar monocapas como las fabricadas por deposición al vacío simplemente disolviendo un polímero en un solvente, este método conducirá a simples, Fabricación de dispositivos de bajo costo y energéticamente eficiente. El proceso de autoensamblaje mediante plegado de polímeros que se describe en este documento también es de gran interés científico. ya que reproduce artificialmente el plegamiento y el autoensamblaje de las proteínas en la naturaleza.

Este logro de investigación fue publicado en línea el 26 de marzo (hora local) en la revista científica internacional Edición internacional Angewandte Chemie de la Sociedad Química Alemana, y fue seleccionado por el Comité Editorial de esa revista como un "artículo candente".