Il polimero organico PEDOT è uno dei materiali più studiati al mondo. Nonostante questo, i ricercatori dell'Università di Linköping hanno ora dimostrato che il materiale funziona in modo completamente diverso da quanto si credeva in precedenza. Il risultato ha un enorme significato in molti campi di applicazione.

PEDOT ha proprietà uniche, ed è altamente adatto per l'uso in celle solari, elettrodi, diodi emettitori di luce, display morbidi, componenti bioelettronici, e molte altre applicazioni. Però, la maggior parte degli articoli sono di natura sperimentale, e solo una piccola frazione, meno di uno su mille, degli articoli fornisce una comprensione teorica dei vari aspetti del polimero. Lo stesso vale per la struttura elettronica di PEDOT.

"L'era della ricerca per tentativi ed errori dovrebbe essere finita. Non riesco a immaginare come sarebbe possibile oggi sviluppare un nuovo materiale senza avere una profonda comprensione teorica dei principi sottostanti che ne determinano le proprietà, "dice Igor Zozoulenko, professore e capo del gruppo di teoria e modellistica presso il Laboratorio di Elettronica Organica, Università di Linköping, Campus Norrköping.

È anche l'autore principale di un articolo in Materiali polimerici applicati ACS che presenta una nuova teoria della struttura elettronica e delle proprietà ottiche del PEDOT che ribalta gran parte delle corrispondenti precedenti ricerche sul PEDOT.

Il modello di calcolo attualmente riconosciuto come il più accurato per la previsione delle proprietà dei materiali è noto come "DFT, " un'abbreviazione di "teoria del funzionale della densità." Il metodo calcola le densità di elettroni della meccanica quantistica nel modo più efficiente possibile, ed è diventato uno standard all'interno dei vari rami della scienza dei materiali. Per i polimeri conduttori organici, però, i modelli sviluppati negli anni '80, prima che la DFT diventasse ampiamente utilizzata, sono ancora ampiamente utilizzati. Il lavoro dei ricercatori di LiU ha dimostrato che questi modelli sono chiaramente errati.

"Molte delle analisi che sono state presentate in articoli scientifici su PEDOT dovranno essere rivisitate e riviste, "dice Igor Zozoulenko.

Una delle maggiori differenze riguarda l'assorbimento ottico, o (in qualche modo semplificato) le proprietà di emissione della luce, del materiale. Questi sono, Certo, cruciale per il suo utilizzo nelle celle solari, display morbidi, e altre applicazioni. Lo spettro ottico, il colore della luce, dipende dalla struttura elettronica del materiale, comprese proprietà come i livelli di energia ai quali gli elettroni si trovano all'interno dell'atomo, i giri che possiedono, e il modo in cui possono muoversi nel materiale. Poiché la nostra comprensione è stata carente, l'interpretazione dei risultati sperimentali è stata sbagliata.

PEDOTTO, o poli(3, 4-etilendiossitiofene), è anche un materiale che può essere drogato per conferirgli la sua notevole conduttività. Il colore cambia all'aumentare del grado di drogaggio, o, in altre parole, quando vengono aggiunte quantità crescenti di un agente drogante per rompere l'accoppiamento tra gli elettroni negli atomi. I metodi precedenti hanno, abbastanza semplice, non è stato sufficientemente esatto.

"Il nostro articolo presenta un'interpretazione completamente diversa degli spettri ottici di PEDOT, e un'interpretazione completamente diversa dello spettro di risonanza parametrica elettronica, EPR. I nostri risultati possono essere applicati anche a molti altri materiali polimerici conduttori, "dice Igor Zozoulenko.