Los investigadores analizaron las propiedades de un polímero orgánico con aplicaciones potenciales en electrónica flexible y descubrieron diferencias de rigidez a nanoescala, la primera vez que se observa una estructura tan precisa en este tipo de material.
El campo de la electrónica orgánica se ha beneficiado del descubrimiento de nuevos polímeros semiconductores con estructuras moleculares que son flexibles a torceduras y dobleces, lo que significa que pueden transferir carga incluso si se doblan en diferentes formas.
Se suponía que estos artículos se parecían a un plato de espagueti a nivel molecular, sin ningún plato. solicitud de larga distancia. Sin embargo, un equipo internacional de investigadores encontró que hay pequeños focos de orden en al menos un material. Estos bolsillos dispuestos, de apenas unas diez milmillonésimas de metro de ancho, son más rígidos que el resto del material, lo que les da una estructura de «pastel de frutas» con áreas más resistentes y más blandas.
El trabajo fue dirigido por la Universidad de Cambridge y Park Systems UK Ltd, con KTH Estocolmo en Suecia, las Universidades de Namur y Mons en Bélgica y la Universidad de Wake Forest en los EE. UU., y sus hallazgos se publican en la revista. Comunicaciones de la naturalezaSe pueden utilizar en el desarrollo de la próxima generación de dispositivos microelectrónicos y bioelectrónicos.
Estudiar y comprender las propiedades mecánicas de estos materiales a nanoescala, un campo conocido como nanomecánica, puede ayudar a los científicos a ajustar estas propiedades y hacer que los materiales sean adecuados para una amplia gama de aplicaciones.
«Sabemos que el tejido de la naturaleza a nanoescala no es uniforme, pero encontrar simetría y orden donde no esperábamos verlo fue una sorpresa», dijo el Dr. Deepak Venkatevaran del Laboratorio Cavendish en Cambridge, quien dirigió la investigación.
Los investigadores utilizaron tecnología de imágenes Se llama a la generación de imágenes de modo propio alto para capturar imágenes a nanoescala de las regiones de orden dentro de un polímero semiconductor llamado indacenoditiofeno-co-benzotiadiazol (C16-IDTBT). Estas imágenes mostraron claramente cómo las cadenas de polímero individuales están alineadas una al lado de la otra en algunas regiones de la película de polímero. Los anchos de estas regiones del sistema oscilan entre 10 y 20 nm.
«La sensibilidad de estos métodos de detección nos permitió cuantificar la autoorganización de los polímeros hasta las hebras moleculares individuales», dijo el coautor, el Dr. Leszek Spalik, del Laboratorio Cavendish. «La generación de imágenes en modo propio alto es un método valioso para caracterizar las propiedades nanomecánicas de los materiales, dada la preparación de muestras relativamente fácil que se requiere».
Otras mediciones de la rigidez del material a nanoescala mostraron que las regiones donde los polímeros se autoorganizaban en regiones ordenadas eran más rígidas, mientras que las regiones desordenadas del material eran más blandas. Se realizaron experimentos en Las circunstancias que rodean a la diferente a súper vacíoque se requería en estudios anteriores.
«Los polímeros orgánicos generalmente se estudian para sus aplicaciones en áreas grandes, escala centimétrica y electrónica flexible», dijo Venkateshvaran. “La nanomecánica puede aumentar estos estudios al desarrollar una comprensión de sus propiedades mecánicas a escalas muy pequeñas con una precisión sin precedentes.
«Juntos, el conocimiento fundamental obtenido de ambos tipos de estudios podría inspirar una nueva generación de dispositivos microelectrónicos y bioelectrónicos. Estos futuros dispositivos combinarán las ventajas de la flexibilidad a escala centimétrica, la homogeneidad a escala micrométrica y el movimiento mecánico controlado eléctricamente a escala nanométrica». polímero Cadenas súper biocompatibles. »
Autoestabilización dinámica en propiedades nanoelectrónicas y mecánicas de semiconductores poliméricos orgánicos. Comunicaciones de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-30801-x
Introducción de
Universidad de Cambridge
La frase: La estructura ‘Fruitcake’ observada en polímeros orgánicos (2 de junio de 2022) se recuperó el 2 de junio de 2022 de https://phys.org/news/2022-06-fruitcake-polymers.html
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