Un Regla-Kibrando, Silikon Kolorido Ku Por Kondusí Koriente

Un variante di silikon resien deskubrí ta un semikonduktor, investigadónan di Universidat di Michigan a deskubrí-suposishonnan ku e klase di material ta eksklusivamente isolante.

“E material ta habri e oportunidat pa tiponan nobo di pantayanan di panel plat, fotovoltaiko fleksibel, sensornan bistibel òf asta paña ku por mustra diferente patronchi òf imágen,” asina Richard Laine, profesor di siensia di material i ingenieria i siensia makromolekular i ingenieria di U-M i outor korespondiente di e estudio publiká resientemente den Macromonications Rapid Communications a bisa.

Zeta di silikon i rubber-polisiloksan i silsesquioxan-ta tradishonalmente materialnan isolante, loke ta nifiká ku nan ta resistí e fluho di koriente òf kalor. Nan propiedatnan resistente na awa ta hasi nan útil den aparatonan biomédiko, selante, revestimentunan elektróniko i mas.

Miéntras tantu, semikonduktornan konvenshonal ta tipikamente rígido. Silikon semikonduktivo tin e potensial pa permití e elektróniko fleksibel ku Laine a deskribí i tambe silikon ku ta bini den un variedat di koló.

Riba un nivel molekular, silikonnan ta konsistí di un wesu di lomba di atòmnan di silikon i oksígeno alterná (Si-O-Si) ku gruponan orgániko (basá riba karbon-) pegá na e silikon. Varios formashon 3D di kadena di polímero ta surgi segun ku nan ta konektá na otro, konosí komo cross-linking, ku ta alterá e propiedatnan físiko di e material manera forsa òf solubilidat.

Miéntras ku tabata studia diferente struktura di krusamentu-den silikon, e tim di investigashon a topa ku e potensial pa konduktividat eléktriko den un kopolimero, ku ta un kadena di polímero ku ta kontené dos diferente tipo di unidatnan ripití-kabuya-strukturá i despues silikonnan lineal den e kaso aki.

E posibilidat pa konduktividat ta surgi for di e manera ku elektrónnan por move atraves di Si-O-Si bondnan ku orbitalnan ku ta overlap. Semikonduktornan tin dos estado prinsipal: e estado di base, ku no ta kondusí koriente, i un estado konduktivo, ku si. E estado di kondukta, tambe konosí komo un estado eksitá, ta sosodé ora algun elektrón ta bula bai na e siguiente orbital di elektrón, ku ta konektá a traves di e material manera un metal.

Tipikamente, ángulonan di enlase Si-O-Si no ta pèrmití e konekshon ei. Na 110 grado, nan ta un kaminda largu for di un liña rekto di 180 grado. Pero den e kopolimero di silikon ku e tim a deskubrí, e lasonan aki a kuminsá na 140 grado den e estado di base-i nan ta strech te na 150 grado den e estado eksitá. Esaki tabata sufisiente pa krea un kaminda grandi pa karga eléktriko por a flui.

“Esaki ta pèrmití un interakshon inesperá entre elektrónnan atraves di múltiple enlase inkluyendo enlasenan di Si-O-Si den e kopolimeronan aki,” Laine a bisa. “Mas largu e kadena ta, mas fásil ta pa elektronnan biaha distansianan mas largu, redusiendo e energia nesesario pa apsorbé lus i despues emití esaki na energianan mas abou.”

E propiedatnan semikonduktivo di e kopolimernan di silikon tambe ta permití su spektrum di koló. Elektronnan ta bula entre e estadonan di tera i eksitá dor di apsorbé i emití fotonan, òf partikulonan di lus. E emishon di lus ta dependé di e largura di e kadena di kopolimer, ku e tim di Laine por kontrolá. Longitud di kadena mas largu ta nifiká saltonan mas chikitu i fotonan di energia mas abou, dunando e silikon un koló kòrá. Kadenanan mas kòrtiku ta rekerí saltonan mas grandi for di e elektrónnan, pa nan emití lus di energia mas haltu pa e punta blou di e spektrum.

Pa demostrá e konekshon entre largura di kadena i absorshon i emishon di lus, e investigadónan a separá kopolimeronan ku diferente largura di kadena i a regla nan den tubonan di prueba di largu pa kòrtiku. Briyando un lus UV riba e tubonan ta krea un regenboog kompletu segun ku kada un ta apsorbé i emití e lus na diferente energia.

E array kolorido basá riba largura di kadena di kopolimer ta partikularmente úniko pasobra te na e punto aki, silikonnan tabata konosí solamente pa ta transparente òf blanku pasobra nan propiedatnan isolante ta hasi nan incapaz di apsorbé hopi lus.

“Nos ta tumando un material ku tur hende a pensa tabata eléktrikamente inerte i ta dun’é un bida nobo-un ku por alimentá e siguiente generashon di elektróniko suave i fleksibel,” asina Zijing (Jackie) Zhang, studiante di doctorado di siensia di material i ingenieria di U-M i outor prinsipal di e estudio a bisa.