Os pesquisadores descobriram uma maneira de usar a impressão de polímero para esticar e achatar moléculas torcidas de modo que conduzam melhor a eletricidade. Uma equipe liderada por engenheiros químicos e biomoleculares da Universidade de Illinois relata suas descobertas no jornal Avanços da Ciência .

Os polímeros conjugados são formados pela união de moléculas ricas em elétrons ao longo de uma estrutura de ligações químicas simples e duplas alternadas. A conjunção permite que a eletricidade viaje muito rapidamente através de um polímero, tornando-o altamente desejável para uso em aplicações elétricas e ópticas. Este modo de transporte de cargas funciona tão bem que os polímeros conjugados agora estão prontos para competir com os materiais de silício, disseram os pesquisadores.

Contudo, esses polímeros tendem a se contorcer em espirais torcidas quando se unem, impedindo severamente o transporte de carga.

"A planaridade ou planaridade de um polímero conjugado desempenha um grande papel em sua capacidade de conduzir eletricidade, "disse o professor de engenharia química e biomolecular Ying Diao, quem conduziu o estudo. "Mesmo uma leve torção do backbone pode prejudicar substancialmente a capacidade dos elétrons de se deslocarem e fluírem."

É possível achatar polímeros conjugados aplicando uma enorme quantidade de pressão ou manipulando sua estrutura molecular, mas ambas as técnicas são muito trabalhosas, Disse Diao. "Realmente não existe uma maneira fácil de fazer isso."

O pesquisador de pós-doutorado Kyung Sun Park e o estudante de graduação Justin Kwok notaram algo enquanto executavam experimentos de impressão e simulações de fluxo no laboratório de Diao. Os polímeros passam por duas fases distintas de fluxo durante a impressão:a primeira fase ocorre quando a ação capilar puxa a tinta do polímero quando ela começa a evaporar, e a segunda fase é o resultado das forças impostas pelas lâminas de impressão e substrato, disseram os pesquisadores.

"Park e Kwok descobriram outra fase que ocorre durante a impressão, na qual os polímeros parecem ter propriedades muito diferentes, "Disse Diao." Esta terceira fase ocorre entre as duas fases já definidas, e mostra os polímeros sendo esticados em formas planas. "

Não são apenas os polímeros alongados e achatados nesta terceira fase, mas também permanecem assim após precipitar da solução, Diao disse, tornando possível ajustar as configurações da impressora para produzir polímeros conjugados para uso em novos, dispositivos biomédicos mais rápidos e eletrônicos flexíveis.

"Estamos descobrindo todo um zoológico de novas fases de polímero, todos sensíveis às forças que ocorrem durante o processo de impressão, "Diao disse." Nós prevemos que esses equilíbrios inexplorados e fases induzidas por fluxo acabarão se traduzindo em novos polímeros conjugados com propriedades optoeletrônicas excitantes. "