O polímero orgânico PEDOT é um dos materiais mais intensamente estudados no mundo. Apesar disso, pesquisadores da Linköping University demonstraram agora que o material funciona de uma maneira completamente diferente do que se acreditava anteriormente. O resultado tem grande significado em muitos campos de aplicação.

PEDOT tem propriedades únicas, e é altamente adequado para uso em células solares, eletrodos, diodos emissores de luz, telas suaves, componentes bioeletrônicos, e muitos outros aplicativos. Contudo, a maioria dos artigos são de natureza experimental, e apenas uma pequena fração - menos de um em mil - dos artigos fornecem uma compreensão teórica dos vários aspectos do polímero. O mesmo vale para a estrutura eletrônica do PEDOT.

"A era da pesquisa por tentativa e erro deveria ter acabado. Não consigo imaginar como seria possível hoje desenvolver um novo material sem ter uma compreensão teórica profunda dos princípios subjacentes que determinam suas propriedades, "diz Igor Zozoulenko, professor e chefe do grupo de teoria e modelagem do Laboratório de Eletrônica Orgânica, Linköping University, Campus Norrköping.

Ele também é o autor principal de um artigo em Materiais de polímero aplicado ACS que apresenta uma nova teoria da estrutura eletrônica e propriedades ópticas do PEDOT que derruba grande parte da pesquisa anterior correspondente em PEDOT.

O modelo de cálculo atualmente reconhecido como o mais preciso para prever as propriedades dos materiais é conhecido como "DFT, "uma abreviatura de" teoria do funcional da densidade ". O método calcula as densidades dos elétrons da mecânica quântica da maneira mais eficiente possível, e se tornou um padrão nos vários ramos da ciência dos materiais. Para polímeros condutores orgânicos, Contudo, modelos desenvolvidos na década de 1980 - antes que o DFT ganhasse seu uso generalizado - ainda são amplamente utilizados. O trabalho dos pesquisadores da LiU mostrou que esses modelos estão claramente errados.

“Muitas das análises apresentadas em artigos científicos sobre o PEDOT terão que ser revisitadas e revisadas, "diz Igor Zozoulenko.

Uma das principais diferenças diz respeito à absorção óptica, ou (um tanto simplificado) as propriedades emissoras de luz, do material. Estes são, claro, crucial para seu uso em células solares, telas suaves, e outros aplicativos. O espectro óptico - a cor da luz - depende da estrutura eletrônica do material, incluindo propriedades como os níveis de energia em que os elétrons estão localizados dentro do átomo, os giros que eles possuem, e a maneira como eles podem se mover no material. Uma vez que nosso entendimento tem sido deficiente, a interpretação dos resultados experimentais foi errada.

PEDOT, ou poli (3, 4-etilenodioxitiofeno), também é um material que pode ser dopado para conferir sua notável condutividade. A cor muda conforme o grau de dopagem aumenta, ou, em outras palavras, à medida que quantidades crescentes de um agente de dopagem são adicionadas para quebrar o emparelhamento entre os elétrons nos átomos. Métodos anteriores têm, muito simples, não foi suficientemente exato.

"Nosso artigo apresenta uma interpretação completamente diferente dos espectros ópticos do PEDOT, e uma interpretação completamente diferente do espectro de ressonância paramétrica de elétrons, EPR. Nossos resultados também podem ser aplicados a muitos outros materiais poliméricos condutores, "diz Igor Zozoulenko.