Cientistas da Universidade de Leeds aperfeiçoaram uma nova técnica que lhes permite fazer nanofios moleculares de tiras finas de moléculas em forma de anel conhecidas como cristais líquidos discóticos (DLCs).

As descobertas podem ser um passo importante no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de próxima geração, como células coletoras de luz e biossensores de baixo custo que podem ser usados ​​para testar a qualidade da água em países em desenvolvimento.

DLCs ​​são moléculas em forma de disco que são um dos candidatos mais promissores para dispositivos eletrônicos orgânicos. Contudo, controlar seu alinhamento tem se mostrado um desafio para os cientistas e esta tem sido uma grande barreira para seu uso na indústria de telas de cristal líquido e como fios moleculares.

"As moléculas de DLC tendem a se empilhar umas sobre as outras como uma pilha de moedas, "disse o pesquisador Professor Stephen Evans, da Universidade de Leeds." Mas a dificuldade está em controlar a orientação dessas pilhas colunares em relação à superfície em que estão. Isso é crucial para sua aplicação futura.

"Tradicionalmente, os cientistas tentaram alinhar os DLCs simplesmente esfregando a superfície em que se assentam com um pano para criar micro-ranhuras. Este método bastante primitivo funciona bem para áreas macroscópicas, mas para as novas gerações de dispositivos, precisamos controlar com precisão como o cristal líquido se organiza na superfície. "

O time de Leeds, liderado pelo Professor Richard Bushby e Professor Evans, desenvolveu uma técnica completamente nova usando superfícies padronizadas para controlar seletivamente o alinhamento, permitindo-lhes empilhar as pilhas ordenadamente para criar 'fios' moleculares.

A técnica envolve a impressão de folhas de ouro ou silício com monocamadas automontadas, que pode ser padronizado com 'listras' de alta e baixa energia. Quando uma gota de cristal líquido é aplicada a esta superfície padronizada e aquecida, ele se espalha espontaneamente como dedos líquidos sobre as listras de alta energia, deixando as regiões de baixa energia vazias.

O professor Evans disse:"Dentro das listras, encontramos moléculas dispostas em colunas hemicilíndricas, cada uma com vários mícrons de comprimento, que acreditamos ser o mais alto nível de controle sobre o alinhamento de DLC até hoje. Também descobrimos que quanto mais estreitas as listras, melhor serão as colunas ordenadas. "

A equipe espera que este nível de controle possa levar ao desenvolvimento de um novo tipo de biossensor, que pode testar qualquer coisa que altere as propriedades da superfície.

"Ao alterar as propriedades da superfície, podemos alternar entre os alinhamentos, o que é muito interessante do ponto de vista ou dos dispositivos de detecção, "acrescentou o professor Evans." A maioria dos biossensores requer uma luz de fundo para ver quando uma mudança ocorreu, mas é muito fácil ver quando um cristal líquido mudou de direção - basta segurá-lo contra a luz.

“Isso abre grandes possibilidades para a produção de produtos muito simples e, mais importante, biossensores baratos que poderiam ser amplamente usados ​​no mundo em desenvolvimento. "

A equipe agora está testando a condutividade desses fios na esperança de que eles possam ser usados ​​para transferência de energia em sistemas moleculares. Eles também estão procurando maneiras de polimerizar os fios para torná-los mais fortes.