Corantes que também são de grande interesse para a eletrônica orgânica foram recentemente preparados e cristalizados na Universidade de Tecnologia de Viena. Tudo o que é necessário é água, embora sob condições altamente incomuns.

Esses corantes não impressionam apenas por sua cor radiante e intensa, eles também têm um importante significado tecnológico:os corantes orgânicos são uma classe de materiais com propriedades extremamente especiais. De telas planas a papel eletrônico e cartões com chip:no futuro, muitas tecnologias provavelmente se baseiam em moléculas orgânicas como essas.

Anteriormente, tais materiais só poderiam ser preparados usando métodos de síntese complexos que são incrivelmente prejudiciais ao meio ambiente. Contudo, pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Viena sintetizaram com sucesso vários representantes típicos dessa classe de materiais de uma maneira totalmente nova e diferente:solventes tóxicos foram substituídos por água. Mas como é que isto é feito? Quando a água é aquecida a temperaturas extremamente altas, suas propriedades mudam significativamente. Detalhes do novo método de preparação publicado recentemente na prestigiosa revista científica Angewandte Chemie .

As propriedades da água mudam sem a necessidade de aditivos

"Se você fosse ouvir sua intuição inicial, você realmente suspeitaria que a água é o pior solvente imaginável para sintetizar e cristalizar essas moléculas, "diz Miriam Unterlass, do Instituto de Química de Materiais da Universidade de Tecnologia de Viena." A razão para essa expectativa é que os corantes que produzimos são extremamente repelentes à água. " por exemplo, aplique uma pequena gota de água em um pouco de pó de corante seco, a gota simplesmente rola. O corante não pode ser misturado com água.

Mas esse comportamento só se aplica à água como a conhecemos pelo uso diário. Os pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Viena usaram água aquecida a pelo menos 180 ° C em vasos de pressão especiais. Sob estas condições, a pressão sobe drasticamente, de modo que a maior parte da água permanece líquida, apesar das temperaturas elevadas. As propriedades químicas e físicas da água mudam drasticamente nessas condições.

Muito quente para ligação de hidrogênio

"As propriedades do frio, a água líquida é fortemente influenciada pelo que é conhecido como ligação de hidrogênio, "explica Miriam Unterlass." Estas são ligações fracas entre as moléculas de água que são constantemente quebradas e reformadas. "Em média, cada molécula de água está ligada a três ou quatro outras moléculas de água a qualquer momento em temperatura ambiente. Em uma panela de pressão, o número dessas ligações de hidrogênio por molécula diminui.

"Isso também significa que muito mais íons estão presentes na água em altas temperaturas do que em condições padrão - uma certa quantidade de H ₂ Moléculas O podem se tornar H ₃ O + ou OH-, "explica Unterlass. E isso muda dramaticamente as propriedades da água:em certo sentido, ele se comporta como um ácido e uma base ao mesmo tempo - ele pode atuar como um catalisador ácido e básico e, portanto, acelerar certas reações ou até mesmo habilitá-las em primeiro lugar.

Entre outras coisas, o maior número de íons na água em temperaturas elevadas é uma causa chave para facilitar a dissolução de substâncias orgânicas que são totalmente insolúveis em condições normais. Consequentemente, as moléculas de corante estudadas podem não apenas ser sintetizadas em água, mas também cristalizados:eles se dissolvem em temperaturas suficientemente altas e depois cristalizam à medida que esfriam.

"Normalmente, solventes tóxicos são necessários para preparar ou cristalizar tais corantes. No nosso caso, no entanto, água pura exibe as propriedades de solvente desejadas - tudo que você precisa é pressão e calor, "diz Miriam Unterlass.

Cristais para a eletrônica de amanhã

"Em um estado altamente cristalino - ou seja, em um alto grau de ordem no nível molecular - as propriedades eletrônicas desses materiais melhoram. Portanto, é particularmente importante para aplicações em eletrônica orgânica ter um alto nível de controle sobre o processo de cristalização, "diz Unterlass.

Para esses cristais, no entanto, existem também algumas aplicações potenciais muito diferentes. "Eles podem ser usados ​​onde os requisitos de tinturas são bastante exigentes, "diz Unterlass." Uma dessas aplicações seria a pintura de automóveis, ou outras áreas onde prevalecem condições químicas ou térmicas extremas, à medida que os materiais também se tornam mais estáveis, mais cristalinos eles são. "