Nanointerruptor de luz acende eletrônica supramolecular

Redação do Site Inovação Tecnológica -  20/08/2018

O comportamento das moléculas individuais altera o comportamento do componente macroscópico inteiro. [Imagem: Marco Gobbi et al. - 10.1038/s41467-018-04932-z]

Molécula fotossensível

Pesquisadores sintetizaram uma substância que sofre transformações químicas reversíveis quando iluminada com luz visível ou ultravioleta, gerando efeitos em escala macroscópica.

A substância é composta por uma molécula especial que é chaveável, ou seja, ela muda de estrutura quando é iluminada - é um espiropirano fotossensível.

Essas moléculas podem então ser aplicadas sobre a superfície de materiais monoatômicos, como o grafeno, a molibdenita e outros materiais bidimensionais, gerando assim uma superrede macroscópica híbrida com precisão atômica.

As superredes são estruturas formadas por diferentes elementos químicos, diferentemente da rede atômica de um cristal, que é formada por um único elemento - um diamante de ouro, por exemplo. Esses materiais fotônicos têm sido apontados como viabilizadores de uma nova era na eletrônica, baseada nos semicondutores mais finos que é possível fabricar.

Eletrônica supramolecular

Quando iluminada, toda a estrutura supramolecular sofre um rearranjo estrutural coletivo, que pode ser visualizado diretamente com resolução sub-nanométrica por microscopia de varredura.

Mais importante, essa reorganização induzida pela luz em nível molecular induz grandes mudanças nas propriedades elétricas macroscópicas dos componentes.

As moléculas, juntamente com as camadas de grafeno ou outros materiais similares, podem então converter eventos no nível de moléculas individuais em uma ação de chaveamento espacialmente homogênea que gera uma resposta elétrica macroscópica.

A equipe garante que sua técnica inovadora e versátil traz a chamada eletrônica supramolecular para mais próximo da viabilização prática.

"Graças a essa nova abordagem, podemos explorar a capacidade de eventos de comutação coletiva que ocorrem em superredes de moléculas fotocrômicas montadas sobre grafeno ou materiais relacionados para induzir uma modulação reversível em grande escala nas propriedades elétricas de componentes optoeletrônicos de alto desempenho. Esta tecnologia pode encontrar aplicações na próxima geração de eletrônicos inteligentes e portáteis, com propriedades programáveis," disse o professor Paolo Samorì, da Universidade de Estrasburgo, na França.

Bibliografia:

Collective molecular switching in hybrid superlattices for light-modulated two-dimensional electronics
Marco Gobbi, Sara Bonacchi, Jian X. Lian, Alexandre Vercouter, Simone Bertolazzi, Björn Zyska, Melanie Timpel, Roberta Tatti, Yoann Olivier, Stefan Hecht, Marco V. Nardi, David Beljonne, Emanuele Orgiu, Paolo Samorì
Nature Communications
Vol.: 9, Article number: 2661
DOI: 10.1038/s41467-018-04932-z