Cuando los investigadores sueñan con la electrónica del futuro, más o menos sueñan con verter líquidos en un vaso de precipitados, revolviéndolos y colocando una computadora sobre la mesa. Este campo de investigación se conoce como electrónica molecular de autoensamblaje. Pero, Conseguir que las sustancias químicas se autoensamblen en componentes electrónicos es tan complicado como parece. Ahora, un grupo de investigadores ha publicado su avance en el campo. El grupo está formado por estudiantes de nanociencia de primer año de la Universidad de Copenhague.
Thomas Just Sørensen, profesor asociado de la Universidad de Copenhague, encabezó el proyecto de investigación. El resultado del grupo ha sido publicado en la revista reconocida internacionalmente ChemNanoMat en un artículo titulado, "Materiales moleculares autoensamblados iónicos guiados por plantilla y películas delgadas con orden nanoscópico". Sørensen cree que el resultado generará nuevos avances:
"Este es un claro paso adelante hacia la electrónica de autoensamblaje. Al mezclar soluciones de las sustancias adecuadas, automáticamente construimos estructuras que en principio podrían haber sido células solares o transistores. Qué es más, es que fueron construidas de la misma manera que la naturaleza construye cosas como membranas celulares, "dice Sørensen.
Los coautores de Sørensens son todo el primer año de estudiantes de nanociencia de la Universidad de Copenhague. Esta impresionante hazaña es el resultado de una reestructuración del programa de nanociencia en 2010, de un programa estructurado sobre instrucción basada en la investigación, a uno que utiliza la investigación basada en la enseñanza. Para su primera tarea, a los estudiantes simplemente se les pidió que diseñaran, realizar y analizar una variedad de experimentos. El nuevo tipo de instrucción ha arrojado resultados de investigación todos los años desde entonces. Sin embargo, No fue hasta 2013 que un resultado estuvo listo para ser publicado.
"Para nosotros como universidad, la gran noticia es, obviamente, que los estudiantes de primer año llevaron a cabo la investigación. Pero, también logramos un resultado muy significativo en electrónica molecular, "afirma Thomas Just Sørensen.
La electrónica se produce normalmente de tal manera que uno "dibuja" componentes en una oblea de silicio y luego elimina todos los bits que no forman parte del componente electrónico. Esto se llama producción "de arriba hacia abajo". La electrónica molecular permite la producción de transistores, resistencias Pantallas LED, células solares y así sucesivamente, utilizando métodos basados en la química. En principio, esto significa que la electrónica puede volverse más pequeña, más barato y más flexible, así como ambientalmente sustentable. Pero mientras que uno puede dibujar un circuito integrado en silicio, los componentes moleculares deben autoorganizarse en las estructuras correctas. Este es un gran obstáculo en el desarrollo de métodos donde las moléculas deben unirse y autoorganizarse de tal manera que se puedan encontrar nuevamente. según Sørensen.
"No ayuda tener un montón de transistores, si no sabe en qué dirección se giran. Estos no se pueden combinar de manera que funcionen, y uno no sabrá qué extremo conectar a la corriente eléctrica ".
El secreto detrás del gran avance es ... Jabón. Los componentes moleculares que hacen posible la electrónica de autoensamblaje son agentes antifúngicos utilizados en varios desinfectantes, cremas y cosméticos. Estos limpiadores matan a los hongos al alterar las estructuras de sus membranas celulares. Esta misma capacidad se puede utilizar para crear orden entre los componentes moleculares. Sørensen y sus estudiantes experimentaron vertiendo una lluvia de varios jabones, jabones y detergentes en polvo junto con sustancias químicas en forma de componentes. A continuación, las mezclas se vertieron sobre placas de vidrio para investigar si los "componentes" estaban organizados por los diversos agentes limpiadores. Y ahora lo han sido dice Sørensen.
"Nuestra electrónica de autoensamblaje es un poco como poner capas de pastel, natillas y glaseado en una licuadora y hacer que todo salga de la licuadora como una torta de capas perfectamente formada, "dice Thomas Just Sørensen.
A largo plazo, Estos nuevos descubrimientos abren la puerta al desarrollo de potentes y económicas instalaciones de energía solar. así como tecnologías de pantalla mejoradas. Habiendo dicho eso, las moléculas utilizadas en el programa de nanociencia no tenían funcionalidad electrónica. "Si lo hicieron, hubiéramos estado en la portada de Ciencias en lugar de en un ChemNanoMat artículo, "dice Just Sørensen. Independientemente, se mantiene confiado.
"Pudimos obtener una estructura simplemente mezclando las sustancias correctas. Incluso las sustancias aleatorias pudieron organizarse bien y en capas, para que ahora tengamos un control completo sobre dónde están las moléculas, y en qué dirección se orientan. El siguiente paso es incorporar funcionalidad dentro de las capas, ", dice el profesor asociado Sørensen. Está convencido de que el próximo lote de desafíos hará que las asignaciones sean perfectas para los muchos años de estudiantes de nanociencia por venir, y que al igual que sus compañeros actuales, estos estudiantes también tendrán la oportunidad de publicar durante su primer año de estudio.
