p Impressão do artista com base em uma imagem real de microscopia de força atômica (AFM) mostrando fibras supramoleculares condutoras presas entre dois eletrodos de ouro com espaçamento de 100 nm. Cada fibra plástica é composta por várias fibras curtas e é capaz de transportar cargas elétricas com a mesma eficiência de um metal. Crédito:Imagens:M. Maaloum, ICS (CNRS)
p Pesquisadores do CNRS e da Université de Strasbourg, liderado por Nicolas Giuseppone e Bernard Doudin, conseguiram fazer fibras plásticas altamente condutoras com apenas vários nanômetros de espessura. Esses nanofios, para o qual o CNRS registrou uma patente, “Automontar” quando acionado por um flash de luz. p Barato e fácil de manusear, ao contrário dos nanotubos de carbono, eles combinam as vantagens dos dois materiais atualmente usados para conduzir corrente elétrica:metais e polímeros orgânicos plásticos. Na verdade, suas notáveis propriedades elétricas são semelhantes às dos metais. Além disso, eles são leves e flexíveis como plásticos, o que abre a possibilidade de atender a um dos desafios mais importantes da eletrônica do século 21:a miniaturização de componentes até a escala nanométrica. Este trabalho será publicado em 22 de abril de 2012 em
Nature Chemistry's local na rede Internet. A próxima etapa é demonstrar que essas fibras podem ser integradas industrialmente em dispositivos eletrônicos, como telas flexíveis, células solares, etc.
p Em trabalho anterior publicado em 2010 (
Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6974-78), Giuseppone e seus colegas tiveram sucesso pela primeira vez na obtenção de nanofios. Para alcançar esta façanha, eles modificaram quimicamente "triarilaminas", moléculas sintéticas que têm sido usadas há décadas pela indústria nos processos de fotocópia da Xerox. Para sua surpresa, eles observaram que em luz e em solução, suas novas moléculas se empilhavam espontaneamente de maneira regular para formar fibras em miniatura. Esses fios, algumas centenas de nanômetros de comprimento, são compostos do que é conhecido como o conjunto “supramolecular” de vários milhares de moléculas.
p Imagem de microscopia de força atômica real mostrando uma fibra supramolecular condutiva, composto por várias fibras curtas. Cada grão corresponde a uma molécula (a imagem tem 50 nm de altura). Crédito:M. Maaloum, ICS (CNRS)
p Em colaboração com a equipe de Doudin, os pesquisadores então estudaram as propriedades elétricas dessas nanofibras em detalhes. Desta vez, eles colocaram suas moléculas em contato com um microcircuito eletrônico composto por eletrodos de ouro com espaçamento de 100 nm. Eles então aplicaram um campo elétrico entre esses eletrodos.
p A primeira descoberta importante foi que, quando acionado por um flash de luz, as fibras se auto-montam somente entre os eletrodos. O segundo resultado surpreendente foi que essas estruturas, que são leves e flexíveis como plásticos, acabou sendo capaz de transportar densidades de corrente extraordinárias, acima de 2 * 10
6
Amperes por centímetro quadrado (A.cm
-2
), aproximando-se daqueles de fio de cobre. Além disso, eles têm resistência de interface muito baixa com metais:10, 000 vezes abaixo dos melhores polímeros orgânicos.
p Os pesquisadores agora esperam demonstrar que suas fibras podem ser usadas industrialmente em dispositivos eletrônicos miniaturizados, como telas flexíveis, células solares, transistores, nanocircuitos impressos, etc.