Han participado en dos trabajos, publicados en las revistas ACS Nano y Journal of the American Chemical Society, en los que un grupo internacional de científicos ha conseguido este logro sobre superficies metálicas y en óxidos.
Usando superficies nanoestructuradas, fueron capaces de orientar las cadenas resultantes de la síntesis de superficie y confirmar su propiedad de conducir electrones, lo que supone un importante avance en el campo de la electrónica orgánica.
Las prestigiosas revistas ACS Nano y Journal of the American Chemical Society que edita la Sociedad Estadounidense de Química y que son referencia internacional en los campos de la nanotecnología y la química se hacían eco en los meses de febrero y abril de dos trabajos sobre formación de cadenas mediante reacciones químicas (síntesis) llevadas a cabo directamente sobre superficies. Esta polimerización se ha realizado “en seco”, es decir, sin la necesidad de contar con agentes líquidos o gaseosos. Las cadenas resultantes tienen propiedades semiconductoras que puede tener una importante relevancia para el desarrollo de un tipo nuevo de electrónica, conocida como electrónica orgánica, y que se basa en el uso de materiales orgánicos, muy baratos y comunes en la naturaleza, ya que son los elementos constituyentes de los seres vivos (carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno). Estos materiales presentan claras ventajas frente a otros elementos más costosos como el cobre, oro o estaño, que además presentan limitaciones cuando los dispositivos electrónicos se miniaturizan.
Las publicaciones y la experimentación que las motiva han contado con la participación multidisciplinar de un amplio número de científicos -entre los que se encuentra el investigador del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA, mixto entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC y la Universidad de Zaragoza) Jorge Lobo- de centros como la Universidad italiana de Padua, el Centro Internacional de Física y el Centro de Física de Materiales de San Sebastián, la Universidad de Santiago de Compostela, la Escuela Superior de Cachan (Francia), la Fundación Vasca para la Ciencia o las Universidades de Zaragoza y del País Vasco.
Estas cadenas ultrafinas (menos de un nanómetro de ancho) tienden a alinearse de forma caótica, por lo que difícilmente pueden determinarse sus propiedades de transporte electrónico. El logro de estos científicos ha sido conseguir alinearlas haciendo uso de superficies especiales a modo de “plantilla”. Esto se ha conseguido en superficies metálicas de oro escalonado y en el aislante de óxido de titanio, que podría aplicarse directamente para la fabricación de circuitos electrónicos.
Otro avance importante que estos investigadores han llevado a cabo es la alteración de las cadenas intercambiando átomos de carbono por nitrógeno, lo que modifica su banda electrónica -que es la “huella digital” que revela el comportamiento de los electrones en un medio concreto- y está directamente relacionada con su capacidad para conducir electricidad.
Estos trabajos del ICMA abren la puerta al desarrollo de nuevos nanomateriales y nanoestructuras mucho más eficientes una vez que se ha conseguido realizar reacciones químicas controladas en la superficie sin intervención de agentes líquidos o gaseosos y la demostración de ello en diferentes soportes (metales u óxidos). El siguiente paso consiste en unir lateralmente esas cadenas para hacer estructuras más anchas, es decir, nanotiras de carbono (similares al grafeno), para lo que el alineamiento de las cadenas es un ingrediente esencial. Unas cadenas de mayor grosor permiten la conducción de una mayor cantidad de electrones y por tanto podrán ser usadas en futuros nanodispositivos.
