p Pesquisadores dos grupos Schroeder e Moore da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign publicaram um novo estudo que ilustra como as mudanças na sequência do polímero afetam as propriedades de transporte de carga. Este trabalho exigiu a habilidade de construir e estudar moléculas em cadeia com altos níveis de precisão. p O papel, "Transporte de carga em oligômeros conjugados definidos por sequência, "foi publicado no Jornal da American Chemical Society .

p Moléculas de cadeia ou polímeros são onipresentes na sociedade moderna, com materiais eletrônicos orgânicos cada vez mais usados ​​em células solares, monitores de tela plana, e sensores. Contudo, materiais convencionais são geralmente feitos por polimerização estatística, onde a ordem das subunidades ou monômeros - a sequência de monômeros - é aleatória.

p "Os métodos tradicionais de polimerização não nos dão um nível perfeito de controle de sequência, "disse Charles Schroeder, o chefe associado e Ray e Beverly Mentzer Professor em Engenharia Química e Biomolecular e um membro do corpo docente em tempo integral no Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada. "Como resultado, tem sido um desafio perguntar como a sequência do monômero afeta suas propriedades. "

p Os pesquisadores desenvolveram um método chamado síntese iterativa para lidar com o problema. "A síntese de proteínas em nossas células ocorre pela adição de aminoácidos um por um. Usamos o mesmo método para fazer polímeros sintéticos, onde adicionamos monômeros distintos um por um. Isso nos permite controlar precisamente a sequência de forma linear arranjo, "disse Hao Yu, um estudante de pós-graduação no Grupo Schroeder, e o Grupo Moore liderado por Jeff Moore, o Stanley O. Ikenberry Endowed Chair e professor de química.

p Depois de fazer os materiais, os pesquisadores estudaram suas propriedades de transporte de carga usando técnicas de molécula única. Desta maneira, eles foram capazes de medir a condutância por meio de cadeias simples, muito parecido com um 'fio molecular'.

p "Os fios moleculares são geralmente bons no transporte de carga, "Schroeder disse." Queríamos saber como as propriedades de transporte de carga mudam se a sequência geral muda. "

p Yu adicionou âncoras moleculares em ambas as extremidades da molécula da cadeia para permitir a caracterização. "Usamos uma técnica chamada método de junção de quebra de microscópio de tunelamento de varredura, onde as âncoras se ligam a dois eletrodos de ouro e formam uma junção molecular, "disse Songsong Li, um aluno de pós-graduação no Grupo Schroeder. "Em seguida, impomos uma polarização aplicada ou voltagem através da molécula, e isso nos permite medir as propriedades de transporte de carga desses polímeros. "

p "Atualmente, o método de síntese é um trabalho intensivo, "Schroeder disse." Seguindo em frente, estamos desenvolvendo métodos de síntese automatizados no Instituto Beckman para gerar grandes bibliotecas de moléculas definidas por sequência. "

p “As implicações deste trabalho são significativas, "disse Dawanne Poree, gerente de programa do Escritório de Pesquisa do Exército que apóia o trabalho. "Muitas vezes se perguntou se as propriedades dependentes de sequência observadas em polímeros biológicos poderiam se traduzir em materiais poliméricos sintéticos. Este trabalho representa um passo para responder a esta pergunta. Além disso, este trabalho fornece insights importantes sobre como a estrutura molecular pode ser racionalmente projetada e manipulada para renderizar materiais com propriedades de designer de interesse para o Exército, como nanoeletrônica, transporte de energia, codificação molecular, e armazenamento de dados, autocura, e mais."