Adicionar fotoácido a um tipo especial de cristal polimérico derretido permite uma condutividade de prótons melhor e comutável. Isso pode levar a novos materiais para a memória, tecnologias de supercapacitor e transistor.

Pesquisadores do Instituto de Ciências Integradas de Materiais Células (iCeMS) no Japão demonstraram um comportamento de comutação liga / desliga em um cristal de polímero de coordenação.

Cristais de polímero de coordenação são materiais híbridos inorgânicos e orgânicos. Eles são conhecidos por sua diversidade estrutural e funcional e sua capacidade de conduzir prótons.

A condução de prótons é uma forma de condução elétrica na qual íons de hidrogênio positivos (H +) carregam a carga em vez de elétrons. Ele desempenha um papel fundamental no aumento da fotossíntese nas plantas e pode ser usado para desenvolver melhores células a combustível.

Uma equipe de pesquisadores liderada por Satoshi Horike e Susumu Kitagawa sintetizou um polímero de coordenação (CP) por meio da reação de óxido de zinco, ácido fosfórico e imidazol em álcool etílico à temperatura ambiente. O CP foi então fundido e ácido triflico foi adicionado. A mistura resultante foi então arrefecida e recristalizada. Este 'doping ácido' do CP aumentou significativamente sua condutividade de prótons.

A equipe derreteu seu CP original novamente e, em vez disso, adicionou a piranina 'fotoácido'. Fotoácidos são moléculas que se tornam mais ácidas com a absorção de luz. Depois de resfriar o material, sua forma agora recristalizada foi exposta à luz e sua condutividade de prótons melhorada. Quando a luz foi desligada, sua condutividade diminuiu e voltou ao seu estado original. Essa mudança pode ser ligada e desligada em vários ciclos consecutivos de exposição à luz.

A dopagem com ácido do CP resultou em mudança estrutural mínima com aumento geral da condutividade do próton. A dopagem do CP com fotoácido deu aos pesquisadores controle externo sob demanda da corrente iônica no material.

"Esta é a primeira demonstração da utilização do estado de fusão para funcionalização do CP, "concluem os pesquisadores em seu estudo publicado na revista Angewandte Chemie . Sua estratégia de derreter-dopagem poderia ser potencialmente estendida para sintetizar uma nova classe de sólidos condutores de prótons que podem ser usados ​​em tecnologias de memória não volátil, transistores baseados em iônicos, e circuitos de corrente elétrica / iônica induzida por luz.

O Instituto de Ciências Integradas de Materiais Células (iCeMS) da Universidade de Kyoto, no Japão, visa promover a integração das ciências celulares e materiais, ambos campos tradicionalmente fortes na universidade, em um ambiente de pesquisa global exclusivamente inovador. iCeMS combina as biociências, química, ciência de materiais e física para criar materiais para controle de células mesoscópicas e materiais inspirados em células. Tais desenvolvimentos são promissores para avanços significativos na medicina, estudos farmacêuticos, o meio ambiente e a indústria.