Cuando los investigadores sueñan con la electrónica del futuro, sueñan más o menos con verter líquidos en un vaso de precipitados, mezclarlos y decantar una computadora sobre la mesa. Este campo de investigación se conoce como electrónica molecular autoensamblable. Pero,hacer que las sustancias químicas se autoensamblen en componentes electrónicos es tan complicado como parece. Ahora, un grupo de investigadores ha publicado su avance dentro del campo. El grupo está formado por estudiantes de primer año de nanociencia de la Universidad de Copenhague.
Thomas Just Sørensen, profesor asociado de la Universidad de Copenhague, encabezó el proyecto de investigación. El resultado del grupo ha sido publicado en la revista ChemNanoMat . Sørensen cree que el resultado generará nuevos avances: "Este es un claro paso adelante hacia la electrónica de autoensamblaje. Al mezclar soluciones de las sustancias adecuadas, construimos automáticamente estructuras que en principio podrían haber sido células solares o transistores. Quées más, es que fueron construidos de la misma manera que la naturaleza construye cosas como las membranas celulares ", dice Sørensen.
Los coautores de Sørensens son estudiantes de nanociencia de primer año de la Universidad de Copenhague. Esta hazaña impresionante es el resultado de una reestructuración del programa de nanociencia en 2010, de un programa estructurado a partir de la instrucción basada en la investigación, a uno que utiliza la enseñanzabasado en la investigación. Para su primera tarea, a los estudiantes simplemente se les pidió que diseñaran, realizaran y analizaran una variedad de experimentos. El nuevo tipo de instrucción ha arrojado resultados de investigación cada año desde entonces. Sin embargo, no fue sino hasta 2013 que un resultado estuvo listopara ser publicado.
"Para nosotros, como universidad, la gran noticia es, obviamente, que los estudiantes de primer año realizaron la investigación. Pero también logramos un resultado muy significativo en electrónica molecular", afirma Thomas Just Sørensen.
La electrónica normalmente se produce de tal manera que uno "dibuja" componentes en una oblea de silicio y luego elimina todos los bits que no son parte del componente electrónico. Esto se llama producción "de arriba hacia abajo". La electrónica molecular permite la producciónde transistores, resistencias, pantallas LED, células solares, etc., utilizando métodos basados en la química. En principio, esto significa que la electrónica puede volverse más pequeña, más barata y más flexible, así como ambientalmente sostenible. Pero mientras uno puede dibujar un circuito integradoEn el silicio, los componentes moleculares deben autoorganizarse en las estructuras correctas. Este es un obstáculo importante en el desarrollo de métodos donde las moléculas deben unirse y autoorganizarse de tal manera que puedan ser encontradas nuevamente, según Sørensen.
"No ayuda tener una pila de transistores, si no sabe en qué dirección están girados. No se pueden combinar de una manera para que funcionen, y uno no sabrá a qué extremo conectarse".corriente eléctrica."
El secreto detrás del avance es ... Jabón. Los componentes moleculares que hacen posible la electrónica de autoensamblaje son agentes antifúngicos utilizados en diversos desinfectantes, cremas y cosméticos. Estos limpiadores matan hongos al alterar las estructuras de sus membranas celulares. Esto mismola capacidad se puede utilizar para crear orden entre los componentes moleculares. Sørensen y sus estudiantes experimentaron vertiendo una gran cantidad de jabones, jabones para vajillas y detergentes en polvo junto con sustancias químicas similares a los componentes. Las mezclas se vertieron en placas de vidrio parainvestigar si los "componentes" fueron organizados o no por los diversos agentes de limpieza. Y ahora lo han sido, dice Sørensen.
"Nuestra electrónica de autoensamblaje es un poco como poner capas de pastel, natillas y glaseado en una licuadora y hacer que todo salga de la licuadora como un pastel de capas perfectamente formado", dice Thomas Just Sørensen.
A largo plazo, estos nuevos descubrimientos abren la puerta al desarrollo de instalaciones de energía solar potentes y económicas, así como a tecnologías de pantalla mejoradas. Dicho esto, las moléculas utilizadas en el programa de nanociencia no tienen funcionalidad electrónica ". Si lo hicieran,hubiéramos estado en la portada de ciencia en lugar de en a ChemNanoMat artículo ", dice Just Sørensen. Independientemente, él sigue confiando.
"Pudimos obtener una estructura simplemente mezclando las sustancias correctas. Incluso las sustancias aleatorias pudieron organizarse bien y estratificarse, de modo que ahora tenemos un control completo sobre dónde están las moléculas y en qué dirección están orientadas.el siguiente paso es incorporar la funcionalidad dentro de las capas ", dice el profesor asociado Sørensen. Está convencido de que el próximo lote de desafíos será una tarea perfecta para los muchos años de estudiantes de nanociencia que vendrán, y que al igual que sus compañeros actuales, estos estudiantestambién tienen la oportunidad de publicar mientras están en su primer año de estudio.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias - Universidad de Copenhague . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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