I ricercatori dell'Università di Hokkaido hanno sviluppato un metodo computazionale in grado di prevedere come i gruppi di molecole si comportano e interagiscono nel tempo, fornendo informazioni critiche per l'elettronica futura. Le loro scoperte, pubblicato sulla rivista Rapporti scientifici , potrebbe portare alla creazione di un nuovo campo della scienza chiamato elettronica molecolare dei cluster.

L'elettronica a singola molecola è relativamente nuova, ramo in rapida evoluzione della nanotecnologia che utilizza singole molecole come componenti elettronici nei dispositivi. Ora, Hiroto Tachikawa e colleghi dell'Università di Hokkaido in Giappone hanno sviluppato un approccio computazionale in grado di prevedere come si comportano i gruppi di molecole nel tempo, che potrebbe aiutare a lanciare un nuovo campo di studio per l'elettronica delle molecole a grappolo. Il loro approccio combina due metodi tradizionalmente utilizzati per i calcoli della chimica quantistica e della dinamica molecolare.

Hanno usato il loro metodo per prevedere i cambiamenti nel tempo in un cluster simulato al computer di molecole di benzene. Quando la luce viene applicata agli ammassi di benzene a forma di T, si riorganizzano in un'unica pila; un'interazione nota come pi-stacking. Questa modifica da una forma all'altra cambia la conduttività elettrica del cluster, facendolo agire come un interruttore on-off. Il team ha quindi simulato l'aggiunta di una molecola d'acqua all'ammasso e ha scoperto che l'impilamento del pi è avvenuto molto più velocemente. Questo pi-stacking è anche reversibile, che consentirebbe di passare avanti e indietro tra le modalità di accensione e spegnimento.

In contrasto, studi precedenti avevano dimostrato che l'aggiunta di una molecola d'acqua a un dispositivo elettronico a singola molecola ne ostacola le prestazioni.

"I nostri risultati potrebbero inaugurare un nuovo campo di studio che indaga le prestazioni elettroniche di numeri diversi, tipi e combinazioni di cluster molecolari, potenzialmente portando allo sviluppo di dispositivi elettronici di molecole a grappolo, " ha commentato Tachikawa.