Des avancées majeures dans le domaine de l'électronique organique révolutionnent actuellement la technologie des semi-conducteurs auparavant dominée par le silicium. Des molécules organiques personnalisées permettent la production de produits légers, composants électroniques mécaniquement flexibles parfaitement adaptés aux applications individuelles. Les chimistes de l'Université Goethe ont maintenant développé une nouvelle classe de matériaux organiques luminescents grâce à l'introduction ciblée d'atomes de bore dans les structures moléculaires. Les composés décrits dans la revue professionnelle Angewandte Chemie présentent une fluorescence bleue intense et sont donc intéressants pour une utilisation dans les diodes électroluminescentes organiques (DEL).

Le carbone sous forme de graphite conduit le courant électrique de la même manière qu'un métal. En outre, sa forme bidimensionnelle, la couche de graphène, possède des propriétés optiques et électroniques extrêmement intéressantes. Dans le graphène, dont les découvreurs ont reçu le prix Nobel de physique en 2010, d'innombrables anneaux benzéniques sont fusionnés pour former une structure en nid d'abeille. Des sections de cette structure, les nanographenes ou Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), constituent une base importante de l'électronique organique.

"Pendant longtemps, les efforts ont été largement concentrés sur l'influence des propriétés des nanographenes en manipulant chimiquement leurs bords", selon le professeur Matthias Wagner de l'Institut de chimie inorganique et analytique de l'Université Goethe. "Toutefois, dans les années récentes, les chercheurs sont de plus en plus capables de modifier également la structure interne en incorporant des atomes étrangers dans le réseau carboné. C'est là que le bore prend une importance cruciale."

Une comparaison des nouveaux nanographènes contenant du bore avec les hydrocarbures sans bore analogues vérifie le fait que les atomes de bore ont un impact décisif sur deux propriétés clés d'un luminophore OLED :la couleur de fluorescence passe dans la gamme spectrale bleue hautement souhaitable et la capacité pour transporter des électrons est sensiblement amélioré. À ce jour, seul un usage limité pourrait être fait du plein potentiel des HAP contenant du bore, car la plupart des exposants sont sensibles à l'air et à l'humidité. "Ce problème ne se produit pas avec nos matériaux, ce qui est important au regard des applications pratiques" explique Valentin Hertz, qui a synthétisé les composés dans le cadre de sa thèse de doctorat.

Hertz et Wagner prévoient que des matériaux tels que les flocons de graphène qu'ils ont développés seront particulièrement adaptés à une utilisation dans des appareils électroniques portables. En tant qu'écrans de cinéma pour les futures générations de smartphones et de tablettes, même les écrans à grande échelle peuvent être enroulés ou pliés pour économiser de l'espace lorsque les appareils ne sont pas utilisés.