La electrónica molecular o moletrónica se encarga de estudiar la aplicación de moléculas de origen orgánico en la electrónica. Investigadores de la Facultad de Ciencias han detectado una variedad, que por sus propiedades, optimiza la circulación de los electrones.
En la informática, todos los dispositivos están compuestos por chips que permiten su funcionamiento tal cual lo conocemos. Para ello, estos deben almacenar distintas cantidades de información por lo que necesitan de un soporte a través del cual circulen los electrones.
Esta vía por donde fluyen los impulsos eléctricos se compone de los llamados semiconductores y en la mayoría de los casos suelen estar compuestos por silicio. Éste material inorgánico, por el grado de pureza que se requiere para que cumpla este tipo de función, necesita someterse a un costoso y contaminante proceso de producción que limita considerablemente su rentabilidad económica e incrementa su negativo impacto medioambiental.
Sin embargo, la electrónica molecular u orgánica permite la obtención de semiconductores mucho más sencilla y a un coste inferior. Además, los polímeros, es decir, compuestos formados por cientos de moléculas, ofrecen un alto grado de maleabilidad y de biocompatibilidad que los convierten en idóneos en campos como la fotovoltaica, la fotónica o la medicina.
Ahora bien, existen muchos tipos de semiconductores orgánicos, y por otro lado un gran número de funciones y dispositivos posibles, por lo que es necesario localizar el material que mejor se adapte a cada aplicación. En concreto, el Grupo de Polímeros Conductores de la Universidad de Málaga, dirigido por el doctor Teodomiro López Navarrete, se ha centrado en el estudio de los oligotiofenos.
¿Qué tienen de especial los oligotiofenos?
Principalmente su disposición. Como describe el doctor Juan Casado Cordón, integrante de este equipo, “éstos se ponen en paralelo porque la carga fluctúa de una forma más eficiente. Cuando el electrón entra, se va repartiendo entre las cadenas de una forma más óptima para este tipo de procesos, donde lo importante es el flujo de información. Además, al estar relativamente cercanas la cesión de la misma se hace con el menor gasto energético, podemos decir que el ‘salto’ que experimenta la carga de una cadena a su vecina es el mínimo”.
Precisamente, este equipo ha conseguido describir estos procesos electrónicos mediante técnicas espectroscópicas: se hace incidir luz, de distinta naturaleza, y se analiza la que se transmite y/o dispersa. Esto, en consecuencia, es lo que ha permitido caracterizar los estados electrónicos, ópticos y magnéticos responsables de la gran mayoría de las prestaciones de estos nuevos materiales.
Aplicaciones
Por otra parte, la propiedad de los semiconductores orgánicos que los hacen tan adecuados es su gran flexibilidad. Por el contrario, la razón de que se haya apostado por estos en el ámbito espacial (p. Ej: placas solares de los satélites) y no de forma tan decidida en otras áreas es su alta sensibilidad a la combustión, que caduca su uso en entornos donde el oxígeno esté presente. Tanto es así que, como asegura Casado Cordón, será necesario manipular este tipo de semiconductores a fin de que puedan soportar mejor los factores medioambientales para extender sus aplicaciones. En este sentido se está explorando su aplicación en sistemas encapsulados (aislado del ambiente). “Actualmente, se están alcanzado en algunos casos tiempos de vida de unas 10000 horas, lo que significa un promedio de renovación anual que, combinado con su bajo coste, representa una alternativa muy viable”, afirma este científico.
Otra de sus ventajas es su alta compatibilidad biológica. De hecho, se está trabajando en su aplicación en láseres quirúrgicos para su uso en implantes nerviosos y cardiacos, lo que reduciría exponencialmente el riesgo de rechazo de los pacientes.
Según augura este investigador, la informática, la fotovoltaica y la cirugía son sólo una muestra del amplio abanico de posibilidades que se abren gracias a los avances obtenidos en el campo de la electrónica molecular. “De hecho, añade, incluso las editoras de libros y de prensa trabajan desde años en la implantación de los primeros dispositivos electrónicos de lectura con una maleabilidad similar a la del papel”.
Este grupo malagueño, que lleva trabajando desde 1992 en este tipo de conductores en colaboración con científicos de Japón, de Estados Unidos y de Alemania, es uno de los referentes nacionales en la investigación de semiconductores. Asimismo, la prestigiosa revista The Journal of American Chemical Society (JACS) –una de las de mayor impacto en ciencias - ha publicado recientemente una comunicación de este Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía, la primera que hace JACS de la Universidad de Málaga.
Sin duda, la electrónica molecular se postula como una solución sostenible, de futuro y con cada vez más peso en la sociedad. Tanto es así, que el Premio Príncipe de Asturias de Investigación y Ciencia de este año ha sido otorgado, junto a otros 4 investigadores del del campo de materiales orgánicos, al científico estadounidense Tobin Marks, uno de los máximos exponentes de la nanotecnología y de semiconductores orgánicos y substratos trasparentes para la electrónica molecular. Asimismo, el profesor Tobin Marks es colaborador del grupo de la UMA con el que han publicado varios trabajos conjuntos en semiconductores de base tiofénica.
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