p (PhysOrg.com) - A televisão e as telas do computador de amanhã podem ser mais brilhantes, mais claro e mais eficiente em termos de energia, como resultado de um processo desenvolvido por uma equipe de pesquisadores do Canadá e do Laboratório Nacional de Oak Ridge do Departamento de Energia. p A síntese de um polímero orgânico conjugado - amplamente utilizado como um material condutor em dispositivos como diodos emissores de luz, televisores e células solares - podem significar mais eficientes, eletrônicos mais baratos.

p Em um artigo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences, o grupo de cientistas do ORNL e de duas universidades canadenses delineou seu sucesso no crescimento de cadeias curtas altamente estruturadas de polímero poli (3, 4-etilenodioxitiofeno), ou PEDOT. A análise e a compreensão do processo de polimerização e dos resultados foram fornecidas com a ajuda de supercomputadores ORNL.

p A experiência teórica fornecida pelos cientistas do ORNL Bobby Sumpter e Vincent Meunier na síntese do polímero PEDOT pode ter um impacto potencial nos produtos eletrônicos do dia-a-dia. PEDOT é valorizado em aplicativos eletrônicos pela transparência, ductilidade e estabilidade de sua condução, ou dopado, Estado. Devido ao seu papel como material condutor em diodos emissores de luz orgânicos, PEDOT é encontrado em muitos dispositivos eletrônicos, como televisores e monitores de computador.

p O polímero também é usado em muitas células de painéis solares como material para preencher buracos. "É um dos polímeros semicondutores mais usados ​​com sucesso no planeta, "Sumpter disse.

p Melhorar e controlar a ordem molecular de um material PEDOT nanoestruturado é fundamental para o desempenho do polímero em aplicações eletrônicas. As matrizes de polímero altamente ordenadas, como as construídas pelos pesquisadores, podem levar a um aumento da eficiência em uma infinidade de dispositivos eletrônicos.

p Para criar matrizes ordenadas do polímero PEDOT, a equipe colocou uma molécula precursora em uma superfície cristalina de cobre, que ajudou a guiar e iniciar a reação de polimerização. O membro da equipe Meunier do ORNL comparou o processo com a colocação de ovos em uma caixa de ovos, onde os mínimos de energia livre, ou "indentações, "na superfície do cobre permite que as moléculas se empilhem ordenadamente lado a lado para formar uma estrutura de polímero compacta e organizada.

p "A química e a estrutura estereoquímica resultante na superfície são muito incomuns, "disse Sumpter." A maioria das tentativas de sintetizar polímeros geralmente resulta em arranjos de polímeros imperfeitos com uma estrutura proeminente muito diferente. "

p Sumpter e Meunier do Centro de Ciências de Materiais Nanofásicos do ORNL com nomeação na Divisão de Ciência da Computação e Matemática colaboraram no projeto analisando os resultados por meio de um "microscópio virtual". Com base em cálculos de teoria funcional de densidade e simulações realizadas em supercomputadores ORNL, a "microscopia virtual" revelou a estrutura altamente organizada dos arranjos poliméricos. Ao examinar a formação de polímero com os meios convencionais de microscopia de tunelamento de varredura combinada com a microscopia virtual, a equipe foi capaz de ilustrar claramente a construção e ligação de matrizes PEDOT.

p "Este experimento define do que se trata a nanociência - uma mistura de técnicas experimentais combinadas com conhecimento teórico, "Meunier disse." Foi uma excelente oportunidade para interagir diretamente com experimentalistas e estabelecer novas colaborações internacionais. "

p Embora a equipe tenha focado sua pesquisa no polímero PEDOT, os pesquisadores acreditam que a mesma abordagem poderia ser usada para construir outros polímeros bem definidos.