Pesquisadores da Universidade de Kyoto desenvolveram um novo método para dopagem com boro de materiais de carbono bidimensionais, que se espera seja uma abordagem promissora para o desenvolvimento de materiais de transporte de elétrons altamente eficientes para a eletrônica orgânica.

Uma questão crucial no campo da eletrônica orgânica é o desenvolvimento de materiais eficientes para o transporte de elétrons. O recente desenvolvimento de materiais de transporte de furos no campo da fotovoltaica orgânica resultou em uma melhoria da eficiência de conversão de luz em eletricidade para 10%, mesmo que os materiais transportadores de elétrons tenham sido limitados quase aos derivados do fulereno. O desenvolvimento de novos materiais de transporte de elétrons é, portanto, uma etapa fundamental para o desenvolvimento de materiais fotovoltaicos orgânicos com eficiências de conversão de luz em eletricidade significativamente aumentadas. Uma abordagem promissora de projeto molecular para novos materiais de transporte de elétrons é a incorporação de átomos de boro (dopagem com boro) em redes de carbono bidimensionais (Fig.1). Contudo, a fim de implementar com sucesso o conceito de "dopagem com boro" no desenvolvimento desses materiais, o problema crucial de estabilizar os compostos orgânicos contendo boro resultantes deve ser superado.

O grupo de pesquisa propôs um novo conceito para a estabilização cinética de materiais contendo boro com base na "restrição estrutural" (Fig.2). Eles desenvolveram um método sintético eficaz para a síntese de compostos modelo e mostraram que uma série de materiais de carbono contendo boro correspondentes revelaram alta capacidade de aceitação de elétrons, bem como alta estabilidade em relação ao ar e ao calor. Estes resultados demonstram um novo paradigma para a estabilização cinética de esqueletos policíclicos de carbono bidimensionais contendo boro na ausência de grupos aril volumosos. Esses resultados devem, além disso, permitir o desenvolvimento de uma nova classe de materiais de carbono 2D fascinantes com o boro como o elemento-chave. A aplicação deste método ao grafeno embebido em boro, materiais de carbono policíclico de baixo peso molecular, assim como fulerenos e nanotubos de carbono levariam ao desenvolvimento de excelentes materiais de transporte de elétrons que podem realizar maior eficiência de conversão de luz em eletricidade em fotovoltaicos orgânicos.