A síntese de monômero e o esquema sintético baseado em polimerização de abertura de anel usado para gerar o polímero de radical PTEO. Crédito: Ciência (2018). DOI:10.1126 / science.aao7287
Uma equipe de pesquisadores da Purdue University demonstrou a maior condutividade relatada para um polímero radical orgânico até o momento, aproximando-se mais do seu uso na eletrônica. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve a técnica que eles usaram e oferecem uma opinião sobre por que ela produziu os resultados que encontraram. Jodie Lutkenhaus, com a Texas A&M University escreve um artigo sobre Perspectivas sobre o trabalho realizado pela equipe na mesma edição do jornal, e discute outras possíveis pesquisas na área.
Como Lutkenhaus observa, polímeros de radicais orgânicos (ORPs), plásticos flexíveis, têm propriedades que podem torná-los adequados para uso em uma ampla variedade de aplicações, como armazenamento de bateria, dispositivos eletrônicos e de memória. Mas isso requer uma técnica para fazê-los correr mais rápido. Os ORPs são constituídos por uma espinha dorsal de hidrocarbonetos e grupos de funções radicais que ficam pendurados neles como lâmpadas em uma fileira de luzes de Natal. Atualmente, eles são usados principalmente em baterias, e funcionam quase como capacitores. Isso ocorre porque eles funcionam como polímeros conjugados - cargas se movem ao longo do backbone devido à deslocalização eletrônica. Neste novo esforço, os pesquisadores adotaram uma nova abordagem que eles acreditam permitir que a carga se mova diretamente entre os grupos de funções radicais, que produz um movimento muito mais rápido.
Os pesquisadores começaram com fios tradicionais de PTEO ORPs, que eles chamam de bobinas aleatórias. Em tal configuração, eles notam, os grupos radicais estavam inicialmente muito distantes para levar uma carga muito longe. Para aproximá-los, a equipe aplicou o recozimento térmico (aquecendo-os e, em seguida, permitindo que esfriem). Fazendo isso, eles relatam, causou uma aceleração dramática da carga quando foi aplicada. A equipe ainda não sabe ao certo porque, mas eles têm uma teoria. Eles acreditam que o processo de recozimento fez com que diferentes partes do cordão que formava a bobina dobrassem mais perto uma da outra, trazê-los próximos o suficiente para que os grupos radicais de ambas as partes da fita pudessem compartilhar o transporte de elétrons.
O trabalho representa um passo em direção ao uso de ORPs em eletrônica, embora ainda haja um grande obstáculo a superar - a técnica só funciona para distâncias muito curtas. Para ser usado em aplicações que não sejam baterias, ORPs precisarão carregar uma carga muito mais longe.
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