p É a dupla hélice, com sua estrutura estável e flexível de informação genética, que tornou a vida na Terra possível em primeiro lugar. Agora, uma equipe da Universidade Técnica de Munique (TUM) descobriu uma estrutura de dupla hélice em um material inorgânico. O material que compreende estanho, iodo e fósforo é um semicondutor com extraordinárias propriedades ópticas e eletrônicas, bem como extrema flexibilidade mecânica. p Flexível, mas robusto - este é um dos motivos pelos quais a natureza codifica as informações genéticas na forma de uma dupla hélice. Cientistas da TU Munich descobriram agora uma substância inorgânica cujos elementos estão dispostos na forma de uma dupla hélice.

p A substância chamada SnIP, compreendendo os elementos estanho (Sn), iodo (I) e fósforo (P), é um semicondutor. Contudo, ao contrário de materiais semicondutores inorgânicos convencionais, é altamente flexível. As fibras com centímetros de comprimento podem ser dobradas arbitrariamente sem quebrar.

p "Esta propriedade do SnIP é claramente atribuível à dupla hélice, "diz Daniela Pfister, que descobriu o material e trabalha como pesquisador no grupo de trabalho de Tom Nilges, Professor de Síntese e Caracterização de Materiais Inovadores na TU Munich. "O SnIP pode ser facilmente produzido em uma escala de grama e é, ao contrário do arsenieto de gálio, que tem características eletrônicas semelhantes, muito menos tóxico. "

p Inúmeras possibilidades de aplicação

p As propriedades semicondutoras do SnIP prometem uma ampla gama de oportunidades de aplicação, de conversão de energia em células solares e elementos termoelétricos a fotocatalisadores, sensores e elementos optoeletrônicos. Dopando com outros elementos, as características eletrônicas do novo material podem ser adaptadas a uma ampla gama de aplicações.

p Devido ao arranjo dos átomos na forma de uma dupla hélice, as fibras, que têm até um centímetro de comprimento, podem ser facilmente divididos em fios mais finos. As fibras mais finas até agora compreendem apenas cinco fios de dupla hélice e têm apenas alguns nanômetros de espessura. Isso abre as portas também para aplicações nanoeletrônicas.

p "Especialmente a combinação de propriedades interessantes de semicondutores e flexibilidade mecânica nos dá grande otimismo em relação a possíveis aplicações, "diz o professor Nilges." Em comparação com as células solares orgânicas, esperamos alcançar uma estabilidade significativamente maior dos materiais inorgânicos. Por exemplo, O SnIP permanece estável até cerca de 500 ° C (930 ° F). "

p Só no começo

p "Semelhante ao carbono, onde temos o diamante tridimensional (3D), o grafeno bidimensional e os nanotubos unidimensionais, "explica o professor Nilges, "nós aqui temos, ao lado do silício de material semicondutor 3D e do fosforeno de material 2D, pela primeira vez, um material unidimensional - com perspectivas tão empolgantes quanto os nanotubos de carbono. "

p Assim como com nanotubos de carbono e tintas de impressão à base de polímero, As hélices duplas SnIP podem ser suspensas em solventes como o tolueno. Desta maneira, camadas finas podem ser produzidas de forma fácil e econômica. "Mas estamos apenas no início da fase de desenvolvimento de materiais, "diz Daniela Pfister." Cada etapa do processo ainda precisa ser trabalhada. "

p Uma vez que as fitas de dupla hélice do SnIP vêm em variantes para destros e canhotos, os materiais que constituem apenas um dos dois devem apresentar características ópticas especiais. Isso os torna altamente interessantes para aplicações optoeletrônicas. Mas, até agora não há tecnologia disponível para separar as duas variantes.

p Cálculos teóricos dos pesquisadores mostraram que toda uma gama de outros elementos deveria formar esses tipos de hélices duplas inorgânicas. A proteção extensiva de patente está pendente. Os pesquisadores agora estão trabalhando intensamente para encontrar processos de produção adequados para outros materiais.

p Uma extensa aliança interdisciplinar está trabalhando na caracterização do novo material:Fotoluminescência e medições de condutividade foram realizadas no Instituto Walter Schottky da TU Munique. Químicos teóricos da Universidade de Augsburg colaboraram nos cálculos teóricos. Pesquisadores da Universidade de Kiel e do Instituto Max Planck de Pesquisa do Estado Sólido em Stuttgart realizaram investigações em microscópio eletrônico de transmissão. Os espectros de Mössbauer e as propriedades magnéticas foram medidos na Universidade de Augsburg, enquanto os pesquisadores da TU Cottbus contribuíram com medições termodinâmicas.