p (PhysOrg.com) - As células solares feitas de materiais orgânicos são baratas, leve e flexível, mas seu desempenho fica aquém das células que contêm silício ou outros materiais inorgânicos. O químico William Dichtel e seus colegas da Cornell descobriram uma maneira de sintetizar filmes orgânicos ordenados que poderia ser um passo importante para resolver esse problema. p É a primeira vez que os pesquisadores conseguem extrair materiais conhecidos como estruturas orgânicas covalentes (COFs) de sua forma de pó comum em folhas planas de moléculas precisamente ordenadas em uma superfície condutora. Isso elimina um grande obstáculo ao uso de COFs para substituir os mais caros, materiais menos versáteis usados ​​em células solares e outros eletrônicos hoje.

p A pesquisa aparece na edição de 8 de abril da Ciência .

p COFs têm uma variedade de propriedades que não são encontradas em polímeros orgânicos tradicionais, incluindo excelente estabilidade térmica, alta área de superfície e porosidade permanente. Mas, embora os pesquisadores os tenham identificado como candidatos intrigantes para tais dispositivos, eles foram prejudicados pelo fato de que os materiais normalmente existem apenas como pós insolúveis.

p Dichtel, professor assistente de química e biologia química, e colegas desenvolveram um processo simples para o crescimento de filmes finos (25-400 nanômetros de espessura) de COFs em uma superfície de grafeno, uma folha de carbono com a espessura de um átomo. Eles usaram difração de raios-X na Fonte Síncrotron de Alta Energia Cornell (CHESS) para determinar a estrutura e orientação dos materiais. Os COFs crescem como filmes contínuos de bem ordenados, camadas empilhadas nas superfícies de grafeno.

p Ao contrário da forma em pó, os filmes crescidos em superfícies transparentes podem ser sondados usando medições ópticas modernas. Os pesquisadores também podem variar as propriedades das estruturas alterando a estrutura de seus componentes.

p "Esses materiais são tão versáteis - podemos ajustar as propriedades racionalmente, em vez de depender de moléculas para embalar em filmes de forma imprevisível, "Disse Dichtel.

p Para demonstrar, os pesquisadores criaram três variações das estruturas. Dos três, um mostra uma promessa particular para células solares - usa moléculas chamadas ftalocianinas, que são comumente encontrados em corantes industriais usados ​​em produtos de jeans a canetas de tinta.

p Ftalocianinas, que estão relacionados à clorofila, absorver luz na maior parte do espectro solar - uma propriedade rara para um único material orgânico.

p "A obtenção desses materiais como filmes em materiais de eletrodo é um passo importante para estudar e usá-los em dispositivos, "Dichtel disse." Este método representa uma maneira geral de montar moléculas em superfícies de forma previsível. Este trabalho abre a porta para levar esses materiais em muitas outras direções. "