Plstico de silcio monoatmico representa salto para eletrnica neuromrfica

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 14/04/2021

Polmeros conjugados

O Nobel de Qumica do ano 2000 premiou o desenvolvimento de uma nova classe de materiais semicondutores, chamados polmeros conjugados, que tm uma capacidade de conduzir eletricidade muito especial: Eles transportam tanto eltrons quanto ons.

Essa descoberta inaugurou todo um campo hoje conhecido como eletrnica orgnica, ou eletrnica de plstico.

E, alm de permitir a construo de circuitos eletrnicos transparentes e flexveis, esses plsticos condutores deram um impulso na criao de hardware neuromrfico, que imita o funcionamento do crebro, j que os circuitos biolgicos trocam eletricidade pela condutividade inica.

Agora, qumicos da Universidade de Munique, na Alemanha, conseguiram sintetizar o primeiro polmero conjugado ligando tomos de silcio, o semicondutor por excelncia da indstria eletrnica.

Alm de ser o primeiro plstico de silcio monocamada j fabricado, o novo material dever dar um impulso em todas as reas envolvendo as aplicaes dos polmeros conjugados, da conexo da biologia com a eletrnica fabricao de janelas que geram eletricidade.

Polmeros de silcio

Os polmeros conjugados j mostraram seu valor, mas os qumicos esto tentando melhor-los fabricando-os na forma bidimensional, em filmes finos com apenas um tomo ou uma molcula de espessura.

Tem havido progresso, mas a maioria deles baseada em ligaes carbono-carbono – da o nome eletrnica orgnica.

As tentativas para usar a mesma qumica sinttica – reaes em soluo – para produzir polmeros usando ligaes silcio-silcio no deram certo.

Por isso Lacheng Liu e seus colegas foram buscar outra soluo, e a encontraram na qumica de superfcie, que tipicamente usa um vapor para depositar as molculas ou tomos desejados sobre uma superfcie metlica extremamente lisa – depois s descamar o material monocamada.

Ao substituir o vapor de carbono por vapor de silcio, eles obtiveram longas cadeias polimricas a temperatura ambiente, enquanto reaes similares para obteno de polmeros conjugados de carbono exigem temperaturas de 300 C. Isso facilitar a fabricao desses plsticos de silcio, que so grupos silil conectados por meio de um ligante orgnico.

Os pesquisadores s comearam a caracterizar o novo material, que dever dar um novo impulso eletrnica orgnica.
[Imagem: Lacheng Liu et al. – 10.1038/s41557-021-00651-z]

Semicondutores orgnicos

Por enquanto o material foi produzido em quantidades muito pequenas, mas a publicao da tcnica dever dar um impulso em todas as pesquisas envolvendo a fabricao de circuitos eletrnicos flexveis e transparentes, bem como dos experimentos com eletrnica neuromrfica.

“Alm disso, o desenho molecular pode ser variado para adaptar as propriedades para uma aplicao dos materiais como semicondutores orgnicos,” disse Liu. “E este mtodo pode ser usado para desenvolver uma estratgia completamente nova para mudanas moleculares para funcionalizao de superfcies e nanopartculas.”

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