Semiconductores orgánicos (nanotecnología)

Investigadores de la Universidad de Georgia han utilizado la nanotecnología para hacer crecer hebras de semiconductores orgánicos, con características similares a los semiconductores de silicio. El experimento podría conducir a una nueva clase de componentes electrónicos, e incluso, proporcionarnos una familia de células de combustible biológicas ideales para mantener en funcionamiento marcapasos, implantes cocleares y prótesis de todo tipo. Sin dudas, se trata de un avance significativo de la nanotecnología.

Un equipo de químicos de la Universidad de Georgia (UGA) liderado por Jason Locklin, un profesor adjunto del Franklin College of Arts and Science de la Facultad de Ingeniería, logró hacer crecer pequeñas hebras de polímeros orgánicos compuestos por cadenas de tiofeno (un hidrocarburo constituido por cuatro átomos de hidrógeno y uno de azufre ligados a cuatro átomos de carbono) y benceno ancladas sobre la superficie de delgadas láminas de metal. Estas dos sustancias son moléculas aromáticas que a veces se utilizan como disolventes.

Los estudiantes de posgrado Nicholas Marshall y Kyle Sontag participaron de los experimentos junto a Locklin. El científico dice que “estos conductores moleculares son cadenas de polímero que han crecido sobre una superficie de metal, y presentan una muy alta densidad. La estructura del conjunto se parece a un cepillo de dientes, donde las cadenas de polímeros hacen las veces de  cerdas”, por lo que el equipo ha comenzado a referirse a ellas simplemente como “cepillos”. Lo más interesante de todo esto es que las hebras creadas en Georgia comparten las características de los semiconductores, a pesar de su naturaleza orgánica.

“La belleza de los semiconductores orgánicos es que cambian sus propiedades a medida que varia su tamaño”, dice Locklin. El tiofeno se comporta como un aislante, pero “si unimos varias moléculas de tiofeno entre sí, siguiendo un patrón determinado, el conjunto adquiere características propias de los conductores”, se entusiasma. Los científicos han realizado experimentos que demuestran que esta técnica permite crear polímeros cuya estructura se ajusta a sus caprichos, logrando diferentes grados de conducción. “Esto abre el camino para el desarrollo de dispositivos electrónicos, como sensores, transistores y diodos, a una escala comprendida entre los 5 y 50 nanómetros”, agrega  Locklin

Locklin cree que estos materiales también tienen futuro como parte de la “fuente de alimentación” destinada a proveer de energía eléctrica a los dispositivos electrónicos que se implantan dentro del cuerpo humano. Según sus dichos, “es difícil aprovechar una fuente de combustible propia del cuerpo, como la glucosa, como parte de una celda de combustible que reemplace a las baterías, pero nuestros cables moleculares podrían ayudarnos a crear una forma de manejar flujo de cargas gracias a sus características orgánicas”. Sin dudas, el campo de los semiconductores orgánicos parece muy prometedor. De todos modos, Locklin es muy cauto y asegura que todavía estamos en los comienzos de esta tecnología, y que “aún no conocemos los principios físicos involucrados en la forma en que se desplazan las cargas a través de estos materiales.”

La revista Chemical Science, que en su ultimo número ha publicado el trabajo del equipo liderado por Jason Locklin, afirma que esta técnica es “un avance significativo de la nanotecnología”. Si logran convertir este experimento en un sistema viable para el desarrollo de componentes electrónicos, podríamos estar en los comienzos de una nueva etapa de la industria que incluso podría volver a hacer válida la vapuleada Ley de Moore.