Trovare nuovi modi per realizzare materiali migliori per i circuiti elettronici è un modo per realizzare un dispositivo migliore. Un nuovo polimero, chiamato poli(ciclosilano) (in basso a destra), è essenzialmente un "chip" di silicio ultra-piccolo che assomiglia a un frammento del reticolo atomico del silicio (a sinistra), un materiale fondamentale che si trova nella maggior parte dei dispositivi elettronici. La sintesi chimica del nuovo polimero è stata possibile grazie a uno speciale nuovo blocco costitutivo (monomero) (in alto) che ha uno schema di punti di connessione chimica che consentono la crescita della struttura polimerica solo nella direzione desiderata. Credito:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
Una delle sfide nella realizzazione di nuovi dispositivi elettronici è la chimica necessaria per assemblare gli strati che compongono il dispositivo. In questa ricerca, un nuovo approccio di chimica sintetica produce materiali ultra-piccoli che assomigliano a un frammento del silicio semiconduttore. Il processo utilizza uno schema preciso di siti reattivi, o "ganci" chimici. I ganci controllano la struttura come il materiale, un polimero, cresce. Essere in grado di creare piccoli pezzi di materiali simili al silicio può rendere più facile la produzione di circuiti elettronici di design con proprietà sintonizzate per usi specifici.
Il silicio è un semiconduttore. È essenziale per definire tecnologie moderne come i chip per computer e le celle solari. L'accesso a nuove forme di questo semiconduttore può portare a nuove proprietà del materiale. Questa ricerca fornisce una via chimica sintetica a nuove forme di materiali simili al silicio. I materiali risultanti potrebbero cambiare le celle solari e i computer.
La sintesi razionale è la scelta strategica di una sequenza di reazioni chimiche che portano a un target chimico desiderato. L'applicazione della sintesi razionale porta alla creazione di materiali innovativi e ben definiti inaccessibili ai metodi di produzione tradizionali, come il taglio, lavorazione e lucidatura. Però, il piccolo numero di metodi sintetici a disposizione dei chimici per produrre silicio ha limitato il ruolo della sintesi razionale nello sviluppo di nuove forme di questo semiconduttore essenziale che si trova praticamente in tutta l'elettronica moderna. I ricercatori della Johns Hopkins University hanno affrontato questa sfida sviluppando nuovi approcci per produrre molecole con strutture cicliche di silicio, così come nuovi metodi per convertirli in forme di materiale sfuso come film sottili o fibre. I chimici della Johns Hopkins University hanno sintetizzato una nuova classe di polimeri che hanno chiamato poli (ciclosilano).
La nuova classe di polimeri contiene blocchi ripetitivi (monomeri) che assomigliano a parte della struttura interna del silicio elementare. Il monomero di ciclosilano contiene un modello definito con precisione di siti reattivi, o "ganci" chimici, " che costringono i monomeri dei blocchi costitutivi ad assemblarsi in un solo modo. Il poli(ciclosilano) presenta proprietà ottiche promettenti e può essere integrato con altri materiali elettronicamente attivi per preparare nuovi materiali funzionali. Tali materiali potrebbero avere utilità futura in applicazioni come soluzioni processabili celle solari o altri dispositivi elettronici.
