Nanocables orgánicos semiconductores
El pasado año, parte del grupo del Dr. Jason Locklin del Departamento de Química de la Universidad de Georgia y profesor adjunto del Franklin Collage of Arts and Science, ha publicado un artículo en la revista científica 'Chemical Communications' en el que explican rigurosamente su logro. Y es que los estudiantes de posgrado Nicholas M. Marshall y S. Kyle Sontag, junto con su director de equipo, han conseguido hacer crecer unos nanohilos orgánicos con propiedades semiconductoras que pueden hacer avanzar en gran medida ciertos problemas de almacenamiento de energía en dispositivos electrónicos integrados en el cuerpo humano.
Tal y como lo explica el Dr. Locklin, para entender mejor como es la estructura molecular que han creado, debemos imaginarnos un cepillo para el cabello. De modo, que el mango estaría formado por un metal donde se hacen crecer macromoléculas orgánicas, que serían las cerdas del cepillo. El metal es dióxido de silicio (comúnmente llamado sílice, cuya estructura está formada por dos átomos de oxígeno y uno de silicio, siendo su fórmula química SiO2) y las macromoléculas orgánicas son polímeros compuestos por anillos de tiofeno y benceno. El tiofeno (C4H4S) es una molécula cíclica en forma de pentágono constituido por cuatro átomos de carbono, uno de azufre y cuatro de hidrógeno. Y el benceno (C6H6) es también una molécula cíclica pero con forma hexagonal y constituida por 6 átomos de carbono y 6 de hidrógeno.
En esta figura podemos ver la estructura básica del 'cepillo', donde tenemos una lámina metálica de dióxido de silicio en la que hacemos crecer los polímeros orgánicos. Además hemos realizado una ampliación en 3D de lo que sería la estructura molecular principal del polímero formado por anillos de tiofenos y bencenos
Se sabe que la molécula de tiofeno se comporta como un aislante, pero si unimos varias de ellas entre sí, formando un polímero donde el monómero repetido es el tiofeno, vemos que el conjunto creado posee propiedades típicas de un conductor. Este grupo ha logrado una técnica de creación de polímeros a partir de tiofenos y bencenos cuya estructura puede ajustarse a su voluntad, logrando polímeros con propiedades semiconductoras. Esto podría permitir una nueva línea en la creación de dispositivos electrónicos como diodos, transistores, etc. en una escala entre los 5 y los 50 nm.
Por otro lado, es conocida la dificultad de aprovechar la energía propia del cuerpo humano para mantener ciertas baterías de dispositivos electrónicos implantados en el mismo (prótesis, sensores, marcapasos, etc.), pero gracias a las características orgánicas de estos polímeros que han desarrollado, sería posible construir fuentes de alimentación de energía para dichos dispositivos funcionando de manera autónoma.
Aunque los seres humanos tienen enzimas en el organismo que hacen un gran trabajo al convertir la energía química en energía eléctrica, no son lo suficientemente útiles para dicha aplicación ya que tienen capas de aislante a su alrededor para protegerse del medio, impidiendo el transporte de electrones desde el lugar activo hasta el dispositivo electrónico implantado. Por ello, esperan que los cables moleculares poliméricos que han elaborado proporcionen un mejor conducto para el flujo de cargas.
Las posibilidades son muchas pero el profesor Locklin advierte que todavía no se conocen los procesos físicos que permiten el desplazamiento de las cargas a través de estos polímeros, por lo que se debe seguir investigando.
http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/category/nanomateriales-y-nanodispositivos/
El pasado año, parte del grupo del Dr. Jason Locklin del Departamento de Química de la Universidad de Georgia y profesor adjunto del Franklin Collage of Arts and Science, ha publicado un artículo en la revista científica 'Chemical Communications' en el que explican rigurosamente su logro. Y es que los estudiantes de posgrado Nicholas M. Marshall y S. Kyle Sontag, junto con su director de equipo, han conseguido hacer crecer unos nanohilos orgánicos con propiedades semiconductoras que pueden hacer avanzar en gran medida ciertos problemas de almacenamiento de energía en dispositivos electrónicos integrados en el cuerpo humano.
Tal y como lo explica el Dr. Locklin, para entender mejor como es la estructura molecular que han creado, debemos imaginarnos un cepillo para el cabello. De modo, que el mango estaría formado por un metal donde se hacen crecer macromoléculas orgánicas, que serían las cerdas del cepillo. El metal es dióxido de silicio (comúnmente llamado sílice, cuya estructura está formada por dos átomos de oxígeno y uno de silicio, siendo su fórmula química SiO2) y las macromoléculas orgánicas son polímeros compuestos por anillos de tiofeno y benceno. El tiofeno (C4H4S) es una molécula cíclica en forma de pentágono constituido por cuatro átomos de carbono, uno de azufre y cuatro de hidrógeno. Y el benceno (C6H6) es también una molécula cíclica pero con forma hexagonal y constituida por 6 átomos de carbono y 6 de hidrógeno.
En esta figura podemos ver la estructura básica del 'cepillo', donde tenemos una lámina metálica de dióxido de silicio en la que hacemos crecer los polímeros orgánicos. Además hemos realizado una ampliación en 3D de lo que sería la estructura molecular principal del polímero formado por anillos de tiofenos y bencenosSe sabe que la molécula de tiofeno se comporta como un aislante, pero si unimos varias de ellas entre sí, formando un polímero donde el monómero repetido es el tiofeno, vemos que el conjunto creado posee propiedades típicas de un conductor. Este grupo ha logrado una técnica de creación de polímeros a partir de tiofenos y bencenos cuya estructura puede ajustarse a su voluntad, logrando polímeros con propiedades semiconductoras. Esto podría permitir una nueva línea en la creación de dispositivos electrónicos como diodos, transistores, etc. en una escala entre los 5 y los 50 nm.
Por otro lado, es conocida la dificultad de aprovechar la energía propia del cuerpo humano para mantener ciertas baterías de dispositivos electrónicos implantados en el mismo (prótesis, sensores, marcapasos, etc.), pero gracias a las características orgánicas de estos polímeros que han desarrollado, sería posible construir fuentes de alimentación de energía para dichos dispositivos funcionando de manera autónoma.
Aunque los seres humanos tienen enzimas en el organismo que hacen un gran trabajo al convertir la energía química en energía eléctrica, no son lo suficientemente útiles para dicha aplicación ya que tienen capas de aislante a su alrededor para protegerse del medio, impidiendo el transporte de electrones desde el lugar activo hasta el dispositivo electrónico implantado. Por ello, esperan que los cables moleculares poliméricos que han elaborado proporcionen un mejor conducto para el flujo de cargas.
Las posibilidades son muchas pero el profesor Locklin advierte que todavía no se conocen los procesos físicos que permiten el desplazamiento de las cargas a través de estos polímeros, por lo que se debe seguir investigando.
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Eurix Janeth Gómez Vera
CI 18392113
ESS
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ESS
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