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Seminario para la UIMP “Nanotecnología y Nanociencia”, Valencia, 2003 Introducción a la Electrónica Molecular Enrique Ortí Institut de Ciència Molecular, Universitat de València, Dr. Moliner, 50, 46100-Burjassot, Spain ([email protected]) Gran parte de nuestra actividad cotidiana implica la utilización de dispositivos que funcionan gracias a componentes electrónicos. Estos componentes se han perfeccionado durante las últimas cuatro décadas utilizando básicamente materiales semiconductores inorgánicos, entre los cuales el silicio es el protagonista indiscutible. Sin embargo, la tecnología del silicio tiene sus limitaciones y, desde principios de los años noventa, se está dedicando un gran esfuerzo científico al desarrollo de una nueva electrónica basada en la utilización de materiales moleculares electroactivos.1 Estos materiales son de naturaleza orgánica, incluyendo desde moléculas de pequeño tamaño (10 átomos) hasta polímeros (macromoléculas), y son capaces de responder a estímulos eléctricos y luminosos de forma similar a los conductores y semiconductores inorgánicos. perspectiva histórica, los conceptos y características fundamentales de los materiales moleculares electroactivos. En la segunda parte, la exposición se centrará en distintas aplicaciones de estos materiales como la transformación de energía eléctrica en energía luminosa (diodos emisores de luz, Fig. 2), la transformación de energía luminosa en energía eléctrica (células solares, Fig. 3) y la determinación de las propiedades organolépticas de los alimentos (narices electrónicas). Referencias 1. R. L. Carroll, C. Gorman, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 4378. T. Tsutsui, K. Fujita, Adv. Mater. 2002, 14, 949. 2. A. J. Heeger, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2591. . . . . . . . . . . . . . . . . H N . . . . N H S . . . . S Sin lugar a dudas, el acontecimiento que más ha contribuido al desarrollo de los materiales moleculares electroactivos fue el descubrimiento de los polímeros conductores (plásticos que conducen la electricidad), merecedor del premio Nobel de Química del año 2000. Siempre nos han enseñado, y nuestra experiencia cotidiana así lo confirma, que los plásticos, a diferencia de los metales, no conducen la corriente eléctrica. De hecho, los plásticos se utilizan para aislar los hilos de cobre en el cableado eléctrico. Esta perspectiva ha cambiado en los últimos años con el descubrimiento de que ciertos plásticos (polímeros conjugados con alternancia de simples y dobles enlaces carbonocarbono, Fig. 1) se convierten en conductores eléctricos cuando se retiran (oxidación) o se introducen (reducción) electrones en la cadena polimérica. Nos encontramos, por tanto, ante nuevos materiales que nos ofrecen las propiedades eléctricas y ópticas de los metales y semiconductores, junto con las atractivas propiedades mecánicas, las ventajas de procesado y el bajo coste económico de los polímeros. A estas ventajas hay que añadir el gran potencial de la síntesis química para modificar las propiedades del material mediante cambios en la estructura química de los sistemas componentes.2 Los materiales moleculares electroactivos están siendo desarrollados industrialmente para su utilización en aplicaciones tan diversas como baterías orgánicas, músculos artificiales, pantallas de teléfonos móviles, células solares, narices electrónicas, etc ... En la primera parte de la exposición se revisarán, utilizando una H N . . . . S . . . . N H S Fig. 1. Polímeros conjugados conductores de la electricidad. Fig. 2. Diodo emisor de luz (LED) basado en un polímero orgánico semiconductor. Fig. 3. Célula solar basada en un polímero semiconductor dador de electrones y un fullereno aceptor de electrones.
