Ny polymer inspireret af krystallinsk silicium til at bygge bedre computere og solceller

En af udfordringerne ved at lave nye elektroniske enheder er den kemi, der kræves for at samle lagene, der udgør enheden. I denne forskning, en ny tilgang til syntetisk kemi producerer ultrasmå materialer, der ligner et fragment af halvleder-silicium. Processen anvender et præcist defineret mønster af reaktive steder, eller kemiske "kroge". Krogene styrer strukturen som materialet, en polymer, vokser. At være i stand til at skabe små stykker siliciumlignende materialer kan gøre det lettere at fremstille designerkredsløb med egenskaber, der er afstemt til specifikke anvendelser.

Silicium er en halvleder. Det er vigtigt at definere moderne teknologier som computerchips og solceller. Adgang til nye former for denne halvleder kan føre til nye materialegenskaber. Denne forskning giver en syntetisk kemisk vej til nye former for siliciumlignende materialer. De resulterende materialer kan ændre solceller og computere.

Rationel syntese er det strategiske valg af en sekvens af kemiske reaktioner, der fører til et ønsket kemisk mål. Anvendelsen af ​​rationel syntese fører til skabelse af innovative og veldefinerede materialer, der er utilgængelige ved traditionelle fremstillingsmetoder, såsom skæring, bearbejdning og polering. Imidlertid, det lille antal syntetiske metoder, som kemikere har til rådighed til fremstilling af silicium, har begrænset rollen som rationel syntese i udviklingen af ​​nye former for denne essentielle halvleder, der findes i stort set al moderne elektronik. Forskere ved Johns Hopkins University tog fat på denne udfordring ved at udvikle nye metoder til at lave molekyler med cykliske siliciumstrukturer, såvel som nye metoder til at omdanne dem til bulkmaterialformer såsom tynde film eller fibre. Kemikere ved Johns Hopkins University syntetiserede en ny klasse af polymerer, de kaldte poly (cyclosilan).

Den nye klasse af polymerer indeholder gentagne byggesten (monomerer), der ligner en del af den indre struktur af elementært silicium. Cyclosilanmonomeren indeholder et præcist defineret mønster af reaktive steder, eller kemiske "kroge, "der tvinger byggestenens monomerer til kun at samle sig på én måde. Poly (cyclosilan) udviser lovende optiske egenskaber og kan integreres med andre elektronisk aktive materialer til fremstilling af nye funktionelle materialer. Sådanne materialer kan have fremtidig nytteværdi i applikationer som f.eks. løsning, der kan behandles solceller eller andre elektroniske enheder.