Los polímeros conjugados son un tipo de moléculas que presentan una alternancia de enlaces simples y dobles a lo largo de su cadena principal, lo que permite la deslocalización de electrones. Su estructura electrónica única hace que sean materiales muy conductores y, por lo tanto, atractivos en aplicaciones como células solares o diodos emisores de luz. Para mejorar sus propiedades electrónicas, los polímeros conjugados a menudo se dopan. Sin embargo, este dopaje a menudo implica que la estructura y estabilidad del polímero se vean afectadas.
Un nuevo estudio publicado hoy en la revista Nature Synthesis presenta una reacción sin precedentes, denominada acoplamiento indenilo, que permite preparar polímeros conjugados altamente conductores. Los autores han demostrado la posibilidad de unir monómeros basados en indano de una manera extremadamente selectiva y eficiente, para fabricar polímeros π-conjugados sobre una superficie metálica. Los investigadores aprovechan la paridad estructural de los polímeros para alojar solitones que se extienden espacialmente varios nanómetros a lo largo de la cadena molecular y son responsables de la alta conductividad del material.
El trabajo, en el que participan los investigadores del CiQUS Diego Peña, Dolores Pérez, Jesús Janeiro y Berta Álvarez, aborda un reto fundamental en ciencia de materiales: la posibilidad de sintetizar polímeros altamente conductores sin la necesidad de dopaje externo. Los autores demuestran que conceptos como la paridad estructural puede ser un factor esencial que considerar en el diseño de nanomateriales a medida. Este enfoque podría conducir a la fabricación de dispositivos electrónicos más eficientes, rentables y sostenibles.
Este trabajo es el resultado de una colaboración entre físicos y químicos del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA Nanociencia), el Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) de la Universidade de Santiago de Compostela, el Instituto de Física de la Academia Checa de Ciencias y el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y está parcialmente financiado por la acreditación Excelencia Severo Ochoa otorgada a IMDEA Nanociencia (CEX2020-001039-S) y por la acreditación Centro de Investigación de Galicia otorgada a CiQUS (ED431G 2019/03).
Referencia
Kalyan Biswas, Jesús Janeiro, Aurelio Gallardo, Marco Lozano, Ana Barragán, Berta Álvarez, Diego Soler-Polo, Oleksandr Stetsovych, Andrés Pinar Solé, Koen Lauwaet, José M. Gallego, Dolores Pérez, Rodolfo Miranda, José I. Urgel*, Pavel Jelínek*, Diego Peña* and David Écija*. Designing highly delocalized solitons by harnessing the structural parity of π-conjugated polymers. Nat. Synth (2024)
https://doi.org/10.1038/s44160-024-00665-8