Los investigadores de la Universidad de Akron han desarrollado nuevos materiales que funcionan a nanoescala, lo que podría llevar a la creación de portátiles más ligeros, televisores más delgados y pantallas visuales de teléfonos inteligentes más nítidas.

Conocidos como "tensioactivos gigantes", o películas superficiales y soluciones líquidas, los investigadores, dirigido por Stephen Z. D. Cheng, decano de la Facultad de Ciencias de Polímeros e Ingeniería de Polímeros de la UA, utilizó una técnica conocida como nanopatrón para combinar nanopartículas moleculares funcionales con polímeros para construir estos nuevos materiales.

Los tensioactivos gigantes desarrollados en UA son grandes, similar a las macromoléculas, sin embargo, funcionan como tensioactivos moleculares a nanoescala, Cheng dice. ¿El resultado? Nanoestructuras que guían el tamaño de los productos electrónicos.

Nanopatterning, o materiales moleculares autoensamblables, es el genio detrás de lo pequeño, mundo ligero y rápido de los aparatos modernos, y ahora ha avanzado un paso de gigante gracias a los investigadores de la UA que dicen que estos nuevos materiales, cuando se integra en la electrónica, permitirá el desarrollo de ultraligeros, dispositivos compactos y eficientes debido a sus estructuras únicas.

Durante su autoensamblaje, las moléculas forman un patrón litográfico organizado en cristales semiconductores, para su uso como circuitos integrados. Cheng explica que estos materiales de autoensamblaje difieren de los copolímeros de bloque comunes (una porción de una macromolécula, que comprende muchas unidades, que tiene al menos una característica que no está presente en las porciones adyacentes) porque se organizan de manera controlable a nivel molecular.

"La industria de TI quiere microchips lo más pequeños posible para que puedan fabricar dispositivos más pequeños y más rápidos, "dice Cheng, quien también sirve como R.C. Musson and Trustees Professor of Polymer Science en la UA.

Señala que la técnica actual puede producir un espaciado de solo 22 nanómetros, y no puede bajar a los 10 nanómetros o menos necesarios para crear pequeños, pero poderoso, dispositivos. Los tensioactivos gigantes, sin embargo, puede dictar componentes electrónicos de menor escala.

"Esto es exactamente lo que buscamos:materiales de autoensamblaje que se organizan en tamaños más pequeños, decir, menos de 20 o incluso 10 nanómetros, "dice Cheng, equiparando 20 nanómetros a 1/4, 000th el diámetro de un cabello humano.

Un equipo internacional de expertos, incluido George Newkome, Vicepresidente de investigación de la UA, decano de la Escuela de Postgrado, y profesor de Ciencia de Polímeros en la UA; Er-Qiang Chen de la Universidad de Pekín en China; Rong-Ming Ho de la Universidad Nacional de Tsinghua en Taiwán; An-Chang Shi de la Universidad McMaster en Canadá; y varios investigadores de doctorado y posdoctorado del grupo de Cheng, han demostrado cómo las nanoestructuras bien ordenadas en varios estados, como en películas delgadas y en solución, ofrecemos amplias aplicaciones en nanotecnología.

El estudio del equipo se destaca en una solicitud de patente pendiente a través de la Fundación de Investigación de la Universidad de Akron y en un artículo de revista reciente "Los tensioactivos gigantes proporcionan una plataforma versátil para la ingeniería de nanoestructuras sub-10-nm" publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América.

"Estos resultados no son solo de puro interés científico para el reducido grupo de científicos, pero también importante para una amplia gama de personas de la industria, "dice Cheng, señalando que su equipo está probando aplicaciones del mundo real en tecnologías de nanopatrones y espera ver la comercialización en el futuro.