Um dos desafios na fabricação de novos dispositivos eletrônicos é a química necessária para montar as camadas que compõem o dispositivo. Nesta pesquisa, uma nova abordagem de química sintética produz materiais ultrapequenos que se assemelham a um fragmento do silício semicondutor. O processo usa um padrão precisamente definido de locais reativos, ou "ganchos" químicos. Os ganchos controlam a estrutura como o material, um polímero, cresce. Ser capaz de criar pequenos pedaços de materiais semelhantes ao silício pode facilitar a fabricação de circuitos eletrônicos projetados com propriedades ajustadas para usos específicos.

O silício é um semicondutor. É essencial para definir tecnologias modernas, como chips de computador e células solares. O acesso a novas formas desse semicondutor pode levar a novas propriedades do material. Esta pesquisa fornece uma rota química sintética para novas formas de materiais semelhantes ao silício. Os materiais resultantes podem mudar células solares e computadores.

A síntese racional é a escolha estratégica de uma sequência de reações químicas que conduzem a um alvo químico desejado. A aplicação da síntese racional leva à criação de materiais inovadores e bem definidos, inacessíveis pelos métodos tradicionais de fabricação, como cortar, usinagem e polimento. Contudo, o pequeno número de métodos sintéticos disponíveis para os químicos para fazer silício limitou o papel da síntese racional no desenvolvimento de novas formas desse semicondutor essencial que é encontrado em praticamente todos os eletrônicos modernos. Pesquisadores da Universidade Johns Hopkins abordaram esse desafio desenvolvendo novas abordagens para fazer moléculas com estruturas de silício cíclicas, bem como novos métodos para convertê-los em formas de material a granel, como filmes finos ou fibras. Os químicos da Universidade Johns Hopkins sintetizaram uma nova classe de polímeros que chamaram de poli (ciclosilano).

A nova classe de polímeros contém blocos de construção repetidos (monômeros) que se assemelham a parte da estrutura interna do silício elementar. O monômero de ciclosilano contém um padrão precisamente definido de locais reativos, ou "ganchos químicos", "que forçam os monômeros de bloco de construção a se unirem de apenas uma maneira. O poli (ciclosilano) exibe propriedades ópticas promissoras e pode ser integrado a outros materiais eletronicamente ativos para preparar novos materiais funcionais. Esses materiais podem ter utilidade futura em aplicações, como processáveis ​​por solução células solares ou outros dispositivos eletrônicos.