Le schéma synthétique basé sur la synthèse de monomères et la polymérisation par ouverture de cycle utilisé pour générer le polymère radicalaire PTEO. Crédit: Science (2018). DOI :10.1126/science.aao7287
Une équipe de chercheurs de l'Université Purdue a démontré la conductivité la plus élevée signalée pour un polymère radicalaire organique à ce jour, faire un pas de plus vers leur utilisation en électronique. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit la technique qu'ils ont utilisée et donne une opinion sur les raisons pour lesquelles elle a produit les résultats qu'ils ont trouvés. Jodie Lutkenhaus, avec la Texas A&M University rédige un article Perspectives sur le travail effectué par l'équipe dans le même numéro de revue, et discute d'autres recherches possibles dans le domaine.
Comme le note Lutkenhaus, les polymères organiques radicalaires (ORP), plastiques souples, ont des propriétés qui pourraient les rendre appropriés pour une utilisation dans une grande variété d'applications, tels que le stockage de la batterie, appareils électroniques et mémoires. Mais cela nécessite une technique pour les faire courir plus vite. Les ORP sont constitués d'une épine dorsale d'hydrocarbures et de groupes fonctionnels radicaux qui en sont suspendus comme des ampoules sur une guirlande de lumières de Noël. Actuellement, ils sont principalement utilisés dans les batteries, et fonctionnent presque comme des condensateurs. C'est parce qu'ils fonctionnent comme des polymères conjugués - les charges se déplacent le long du squelette en raison de la délocalisation électronique. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont adopté une nouvelle approche qui, selon eux, permet à la charge de se déplacer directement entre les groupes fonctionnels radicaux, qui produit un mouvement beaucoup plus rapide.
Les chercheurs ont commencé avec des brins traditionnels d'ORP PTEO, qu'ils appellent des bobines aléatoires. Dans une telle configuration, ils notent, les groupes radicaux étaient initialement trop éloignés les uns des autres pour porter une charge très loin. Pour les rapprocher, l'équipe a appliqué un recuit thermique (en les chauffant puis en les laissant refroidir). Ce faisant, ils rapportent, causé une accélération dramatique de la charge lorsqu'elle a été appliquée. L'équipe ne sait pas encore avec certitude pourquoi, mais ils ont une théorie. Ils pensent que le processus de recuit a provoqué le pliage de différentes parties du brin constituant la bobine les unes des autres, en les rapprochant suffisamment pour que les groupes radicaux des deux parties du brin puissent partager le transport des électrons.
Le travail représente une étape vers l'utilisation des ORP en électronique, bien qu'il reste un obstacle majeur à surmonter :la technique ne fonctionne que sur de très courtes distances. A utiliser dans des applications autres que les batteries, Les ORP devront porter une charge beaucoup plus loin.
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