(PhysOrg.com) -- Gli schermi della televisione e del computer di domani potrebbero essere più luminosi, più chiaro e più efficiente dal punto di vista energetico grazie a un processo sviluppato da un team di ricercatori canadesi e dall'Oak Ridge National Laboratory del Department of Energy.

La sintesi di un polimero organico coniugato, ampiamente utilizzato come materiale conduttivo in dispositivi come diodi emettitori di luce, televisori e celle solari - potrebbe significare più efficiente, elettronica più economica.

In un articolo pubblicato su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze, il gruppo di scienziati dell'ORNL e di due università canadesi ha delineato il loro successo nella crescita di catene corte altamente strutturate di polimeri poli(3, 4-etilendiossitiofene), o PEDOT. L'analisi e la comprensione del processo di polimerizzazione e dei risultati sono state fornite con l'aiuto dei supercomputer ORNL.

L'esperienza teorica fornita dagli scienziati dell'ORNL Bobby Sumpter e Vincent Meunier nella sintesi del polimero PEDOT potrebbe potenzialmente avere un impatto sui prodotti elettronici di uso quotidiano. PEDOT è apprezzato nelle applicazioni elettroniche per la trasparenza, duttilità e stabilità della sua conduzione, o drogato, stato. A causa del suo ruolo di materiale conduttivo nei diodi organici a emissione di luce, PEDOT si trova in molti dispositivi elettronici come televisori e monitor di computer.

Il polimero viene utilizzato anche in molte celle di pannelli solari come materiale di riempimento dei fori. "È uno dei polimeri semiconduttori più utilizzati con successo sul pianeta, " ha detto Supper.

Migliorare e controllare l'ordine molecolare di un materiale PEDOT nanostrutturato è fondamentale per le prestazioni del polimero nelle applicazioni elettroniche. Gli array di polimeri altamente ordinati come quelli costruiti dai ricercatori potrebbero portare a una maggiore efficienza in una moltitudine di dispositivi elettronici.

Per creare array ordinati del polimero PEDOT, il team ha posizionato una molecola precursore su una superficie cristallina di rame, che ha contribuito a guidare e avviare la reazione di polimerizzazione. Il membro del team Meunier di ORNL ha confrontato il processo con il posizionamento delle uova in un cartone per uova, dove i minimi di energia libera, o "rientranze, " nella superficie del rame consentono alle molecole di impilarsi ordinatamente l'una accanto all'altra per formare una struttura polimerica compatta e organizzata.

"La chimica e la risultante struttura stereochimica sulla superficie sono molto insolite, " ha detto Sumpter. "La maggior parte dei tentativi di sintetizzare polimeri di solito si traducono in matrici polimeriche imperfette con una struttura prominente molto diversa".

Sumpter e Meunier del Centro per le scienze dei materiali nanofase dell'ORNL con incarichi nella divisione di informatica e matematica hanno collaborato al progetto analizzando i risultati attraverso un "microscopio virtuale". Sulla base di calcoli e simulazioni della teoria del funzionale della densità eseguiti su supercomputer ORNL, la "microscopia virtuale" ha rivelato la struttura altamente organizzata degli array polimerici. Esaminando la formazione del polimero con i mezzi convenzionali di microscopia a scansione tunnel combinata con la microscopia virtuale, il team è stato in grado di illustrare chiaramente la costruzione e l'incollaggio degli array PEDOT.

"Questo esperimento definisce di cosa tratta la nanoscienza:una miscela di tecniche sperimentali combinate con conoscenze teoriche, "Ha detto Meunier. "E' stata un'ottima occasione per interfacciarsi direttamente con sperimentatori e stabilire nuove collaborazioni internazionali".

Sebbene il team abbia concentrato la sua ricerca sul polimero PEDOT, i ricercatori ritengono che lo stesso approccio potrebbe essere potenzialmente utilizzato per costruire altri polimeri ben definiti.