Auto-montaje de alta conductividad nanofibras de plástico

Los investigadores del CNRS y la Universidad de Estrasburgo, encabezada por Nicolas Giuseppone 1 y Bernard Doudin 2 , han tenido éxito en la fabricación de fibras de plástico de alta conductividad que son sólo nanómetros de espesor varios. Estos nanocables, para lo cual el CNRS ha solicitado una patente, «auto-ensamblan» cuando son activados por un destello de luz! Barato y fácil de manejar, a diferencia de los nanotubos de carbono 3 , se combinan las ventajas de los dos materiales actualmente utilizados para conducir la corriente eléctrica: metales y plásticos polímeros orgánicos 4 . De hecho, sus notables propiedades eléctricas son similares a las de los metales. Además, son ligeros y flexibles como el plástico, lo que abre la posibilidad de conocer uno de los retos más importantes de la 21 ª de electrónica del siglo: la miniaturización de los componentes hasta la escala nanométrica. Este trabajo será publicado el 22 de abril de 2012 en Nature Chemistry página web ‘s. El siguiente paso es demostrar que estas fibras pueden ser industrialmente integradas dentro de los dispositivos electrónicos tales como pantallas flexibles, células solares, etc
En un trabajo anterior publicado en 2010 5 , Giuseppone y sus colegas lograron por primera vez en la obtención de los nanocables. Para lograr esta hazaña, sin modificar químicamente «triarylamines», moléculas sintéticas que se han utilizado durante décadas por la industria en los procesos de fotocopias Xerox ®. Para su sorpresa, observaron que en la luz y en la solución, sus nuevas moléculas apiladas de forma espontánea en forma regular para formar fibras en miniatura. Estos cables, unos pocos cientos de nanómetros de largo (1 nm = 10 -9 m, es decir, una milmillonésima de un metro), se compone de lo que se conoce como el «supramolecular» de montaje de varios miles de moléculas.

En colaboración con el equipo de Doudin, los investigadores estudiaron las propiedades eléctricas de estas nanofibras en detalle. Esta vez, colocaron sus moléculas en contacto con un microcircuito electrónico que comprende electrodos de oro espaciados 100 nm de distancia. Se aplica entonces un campo eléctrico entre estos electrodos.

© gráficos: M. Maaloum, ICS (CNRS)
Impresión artística basada en un microscopio de fuerza real atómica (AFM) de la imagen que muestra las fibras conductoras supramoleculares atrapados entre dos electrodos de oro espaciados 100 nm de distancia. Cada fibra de plástico se compone de varias fibras cortas y es capaz de transportar cargas eléctricas con la misma eficacia que un metal.
Su hallazgo importante fue que, cuando son activados por un destello de luz, las fibras se auto-ensamblan exclusivamente entre los electrodos. El resultado sorprendente segundo era que estas estructuras, que son tan ligero y flexible como plásticos, resultan ser capaz de transportar extraordinarias densidades de corriente, por encima de 2.10 6 amperios por centímetro cuadrado (A.cm -2 ), aproximándose a los de alambre de cobre. Además, tienen resistencia interfaz muy bajo con metales 6 : 10.000 veces inferior a la de los mejores polímeros orgánicos.

Los investigadores esperan ahora para demostrar que sus fibras pueden ser utilizados en la industria de los dispositivos electrónicos miniaturizados, tales como pantallas flexibles, células solares, transistores, nanocircuitos impresos, etc

© M. Maaloum, ICS (CNRS)
Real de fuerza atómica de la imagen de microscopía que muestra una fibra conductora supramolecular, compuesto de varias fibras cortas. Cada grano corresponde a una molécula (la imagen es de 50 nm de altura).
Notas:
1 Instituto Carlos Sadron (CNRS). 2 Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Estrasburgo (CNRS / Universidad de Estrasburgo). 3 tubos de carbono hueco con un diámetro de alrededor de un nanómetro (1 nm = 10 -9 m), mostrando excelente eléctrica , las propiedades mecánicas y térmicas, abriendo así el camino a numerosas aplicaciones en el sector de la microelectrónica. 4 moléculas orgánicas muy grandes, en otras palabras de origen vivos o derivados de petróleo, principalmente, que contienen carbono e hidrógeno. 5 El jerárquica auto-ensamblaje de nanotransportadores de carga : un proceso altamente cooperativo promovido por la luz visible; Giuseppone, N. y cooperación. Angew. Chem.. Int. Ed.. 2010, 49, 6974-78 6 «Fuerza» con el que el conductor se opone al flujo de corriente.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *