Un silicone cołorà che el pol condur l’ełetrisità

Na nova variante de silicone ła xe un semicondutor, i ricercadori de l’Università del Michigan i ga scoperto ipotesi che ła clase de materiałe ła sia soło che isołante.

"El materiałe el verze ła posibiłità pa novi tipi de schermi, fotovoltaica flesibiłe, sensori indosàbiłi o anca vestiti che pol mostrar modełi o imagini diversi," ga dito Richard Laine, profesor de siensa dei materiałi e ingegneria e siensa macromolecołare e ingegneria e autor corispondente del studio publicà da poco su Macromonications Communications.

I ołi e łe gome de silicone-i połisiłoxani e i silsesquioxani-i xe tradisionalmente materiałi isołanti, el che vol dir che i resiste al fluso de eletricità o de całor. Łe so proprietà resistenti a l’acua łe rende utiłi in dispoxitivi biomedici, sigilanti, rivestimenti ełetronici e altro.

Intanto, i semicondutori convensionałi i xe de sołito rìgidi. El silicon semicondutor el ga el potensiałe de permetar l’ełetronega flesibiłe descrito de Laine e anca el silicon che el vien in tanti cołori.

A liveło mołecołare, i siliconi i xe fati da na spina dorsałe de atomi alternanti de siłicio e osigeno (Si-O-Si) co grupi organici (a base de carbonio-) tacài al silicio. Diverse formasion 3D de caene de połimeri łe se conete tra de łore, conosùe come cross-linking, che łe canbia łe proprietà fixiche del materiałe come ła forsa o ła sołubiłità.

Studiando diverse struture de rełasion in silicone, el grupo de ricerca el ga catà el potensiałe de condutività ełètrica in un copołimero, che l’è na caéna de połimero che ła contien do tipi difarenti de unità ripetitive -cage-struture e dopo siliconi lineari.

Ła posibiłità de condutività ła vien da come i ełetroni i pol móvarse atraverso i ligami Si-O-Si co orbitałi che se sorapone. I semicondutori i ga do stati prinsipałi: el stato fondamentałe, che no el conduxe eletricità, e un stato condutivo, che el conduxe. El stato de condusion, conosùo anca come stato ecitado, el se verifega co serti ełetroni i salta su a l’orbitałe de ełetroni dopo, che ła xe conesa atraverso el materiałe come un metało.

De sołito, i angołi de legame Si-O-Si no i permete sta conesion. A 110 gradi, i xe łontan da na linea drita de 180 gradi. Ma nel copołimero de silicone che el grupo ga scoperto, sti ligami i xe scominsiài a 140 gradi nel stato fondamentałe-e i se slonga fin a 150 gradi nel stato ecitado. Questo el jera bastansa pa crear na strada pa ła carga ełètrica.

"Questo el parmete na interasión inaspetà tra i ełetroni atraverso tanti ligami, conprexi i ligami Si-O-Si in sti copołimeri,” ga dito Laine. "Pì longa ła xe ła caéna, pì xe fasiłe pa i ełetroni viagiar distanse pì longhe, sbasando l’energia necesaria pa asorbir ła łuxe e po’ emetarla a enerxie pì basse."

Łe proprietà semicondutrici dei copołimeri de silicone łe permete anca el so spetro de cołori. I ełetroni i salta tra el stato de tera e ecitai assorbendo e emetendo fotoni, o particełe de łuxe. L’emision de łuxe ła dipende dała longhésa deła caéna del copołimero, che el grupo de Laine el pol controłar. Ła caéna pì longa ła vol dir salti pì picołi e fotoni de energia pì basa, dandoghe al silicone un cołor rosso. Łe caene pì curte łe ga bisogno de salti pì grandi dai ełetroni, cusì łe emete łuxe de energia pì alta verso l’estremità blu del spetro.

Pa dimostrar ła conesion tra ła longhesa deła caéna e l’assorbimento deła łuxe e l’emision, i ricercatori ga separà i copołimeri co diverse longhese de caéna e li ga messi in prove da longo a curto. Far łuxe UV sui tubi se crea un arcobaleno conpleto, parché ognidun el asorbe e el emete ła luce a diverse energie.

Ła serie cołorada basada suła longhesa deła caéna de copołimeri ła xe particołarmente unica parché fin deso, i siliconi i xe stà conosui soło come trasparenti o bianchi parché łe so proprietà isołanti łe rende incapaci de assorbir tanta luce.

"Semo drìo ciapàr un materiałe che tuti pensava che el fuse eletricamente inerte e ghemo darghe na nova vita-una che podarìa darghe darghe energia ała prossima generasion de ełetronega morbida e flesibiłe," ga dito Zijing (Jackie) Zhang, studente de dotorà in siensa e ingegneria dei materiałi deła U-M e autor prinsipałe del studio.