I principali progressi nel campo dell'elettronica organica stanno attualmente rivoluzionando la tecnologia dei semiconduttori precedentemente dominata dal silicio. Molecole organiche personalizzate consentono la produzione di materiali leggeri, componenti elettronici meccanicamente flessibili che si adattano perfettamente alle singole applicazioni. I chimici dell'Università di Goethe hanno ora sviluppato una nuova classe di materiali organici luminescenti attraverso l'introduzione mirata di atomi di boro nelle strutture molecolari. I composti descritti nella rivista professionale Angewandte Chemie presentano un'intensa fluorescenza blu e sono quindi di interesse per l'uso in diodi organici a emissione di luce (LED).

Il carbonio sotto forma di grafite conduce la corrente elettrica in modo simile a un metallo. Inoltre, la sua forma bidimensionale, lo strato di grafene, ha proprietà ottiche ed elettroniche estremamente attraenti. Nel grafene, i cui scopritori sono stati insigniti del Premio Nobel per la Fisica nel 2010, innumerevoli anelli benzenici sono fusi per formare una struttura a nido d'ape. Sezioni di questa struttura, i cosiddetti nanografeni o idrocarburi policiclici aromatici (IPA), costituiscono una base importante dell'elettronica organica.

"Per molto tempo, gli sforzi sono stati in gran parte concentrati sull'influenzare le proprietà dei nanografeni manipolando chimicamente i loro bordi", secondo il prof. Matthias Wagner dell'Istituto di chimica inorganica e analitica dell'Università di Goethe. "Però, negli ultimi anni, i ricercatori sono stati sempre più in grado di modificare anche la struttura interna incorporando atomi estranei nella rete di carbonio. È qui che il boro assume un significato cruciale".

Un confronto dei nuovi nanografeni contenenti boro con gli analoghi idrocarburi privi di boro verifica il fatto che gli atomi di boro hanno un impatto decisivo su due proprietà chiave di un luminoforo OLED:il colore della fluorescenza si sposta nella gamma spettrale blu altamente desiderabile e la capacità per trasportare gli elettroni è sostanzialmente migliorata. Ad oggi, si potrebbe fare un uso limitato del pieno potenziale degli IPA contenenti boro, poiché la maggior parte degli esponenti è sensibile all'aria e all'umidità. "Questo problema non si verifica con i nostri materiali, che è importante per le applicazioni pratiche", spiega Valentin Hertz, che ha sintetizzato i composti nell'ambito della sua tesi di dottorato.

Hertz e Wagner prevedono che materiali come i fiocchi di grafene che hanno sviluppato saranno particolarmente adatti per l'uso in dispositivi elettronici portatili. Come schermi cinematografici per le future generazioni di smartphone e tablet, anche gli schermi di grandi dimensioni possono essere arrotolati o piegati per risparmiare spazio quando i dispositivi non sono in uso.