Um cientista da Faculdade de Ciências Puras e Aplicadas da Universidade de Tsukuba desenvolveu um método para produzir polímeros eletricamente condutores que assumem uma configuração helicoidal. Usando um cristal líquido como modelo, ele conseguiu produzir polímeros opticamente ativos que podem converter a luz em uma polarização circular. Essa abordagem pode ajudar a reduzir o custo dos monitores inteligentes. Os resultados do estudo estão publicados em Molecular Crystals and Liquid Crystals .
Entrar em uma loja de eletrônicos hoje em dia pode ser uma experiência avassaladora se você entrar no corredor da televisão. Os tamanhos das TVs se expandiram significativamente nos últimos anos, enquanto os preços caíram. Isso se deve principalmente à adoção de dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs), que são polímeros à base de carbono que podem brilhar em comprimentos de onda ópticos ajustáveis.

Esses polímeros conjugados, que possuem ligações simples e duplas alternadas, são ambos eletricamente condutores e possuem cores que podem ser controladas por dopagem química com outras moléculas. Seu estado de oxidação também pode ser rapidamente alterado usando uma tensão elétrica, o que afeta sua coloração. No entanto, o avanço futuro pode exigir novos materiais que possam tirar proveito de outros tipos de propriedades ópticas, como a polarização circular.

Agora, um pesquisador da Universidade de Tsukuba introduziu uma técnica para criar polímeros presos em uma configuração helicoidal, usando um modelo de cristal líquido de sacrifício. "Os polímeros que têm atividade óptica e função luminescente podem emitir luz circularmente polarizada", diz o autor Professor Hiromasa Goto.

Para este processo, as moléculas de cristal líquido estavam originalmente em uma configuração reta. A adição de moléculas de monômero fez com que os cristais líquidos se torcessem em uma configuração helicoidal. Isso imprime uma "quiralidade" ou lateralidade à estrutura, tornando-a orientada no sentido horário ou anti-horário. Uma voltagem elétrica foi aplicada, o que desencadeou a polimerização dos monômeros. O molde de cristal líquido foi então removido, deixando um polímero congelado em forma helicoidal.

Ao quebrar a simetria do espelho, o polímero tem a capacidade de converter a luz polarizada linearmente em uma polarização circular. Os anéis de furano no polímero não apenas contribuem para a condutividade elétrica, mas também ajudam a estabilizar a estrutura helicoidal.

“As interações de empilhamento pi entre os anéis permitem que o polímero se agregue em um sistema quiral altamente ordenado”, diz o professor Goto. O polímero resultante foi testado usando espectroscopia de absorção de dicroísmo circular e verificou-se ter forte atividade óptica em comprimentos de onda visíveis. Aplicações futuras deste processo podem incluir displays eletrônicos mais baratos e energeticamente mais eficientes. + Explorar mais

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