Unna Regola-Rompe, Silicone de cô ch'o porrieiva condue l'elettriçitæ

Unna variante de silicone descoverta da neuva a l’é un semiconduttô, e i reçercatoî de l’Universcitæ do Michigan an descoverto de ipòtexi che a classe do materiale a l’é solo che isolante.

"O materiale o l'arve a poscibilitæ de neuve qualitæ de schermi à pannello ciatto, fotovoltaichi flescibili, sensoî portabili ò fiña di vestî che peuan mostrâ di modelli ò de figue despæge", o l'à dito o Richard Laine, professô de sciensa e inzegneria di materiali e de sciensa macromolecolare e inzegneria de pubricaçioin macromolecolare e autore correspondente do studio.

I eui de silicone e e gomme -polisilossani e silsesquiossani-en pe tradiçion di materiali isolanti, che veu dî che rescistan a-o flusso d’elettriçitæ ò cado. E seu propietæ rescistente à l’ægua ê rendan utili inte di dispoxitivi biomedichi, sigillanti, revestimenti elettrònichi e de l’atro.

Into mentre, i semiconduttoî convençionali en pe-o sòlito reddi. O silicone semiconduttô o l’à o potençiale pe permette l’elettrònica flescibile descrita da Laine, coscì comme o silicone ch’o l’é disponibile inte unna gran quantitæ de coî.

À livello molecolare, i siliconi en compòsti da unna scheña d’atomi de siliçio e d’oscigeno alternæ (Si) con di gruppi organichi (à base de carbònio) attaccæ a-o siliçio. Diverse formaçioin 3D de cadeñe de polimeri nascian tanto che se connettan l’uña con l’atra, conosciue comme ligamme incroxou, che cangian e propietæ fixiche do materiale comme a rescistensa ò a solubilitæ.

Tanto che studiavan diverse struttue de ligamme incroxou into silicone, a squaddra de reçerca a l’é vegnua à descrovî o potençiale pe-a conduttivitæ elettrica inte un copolimero, ch’o l’é unna cadeña de polimeri ch’a contëgne doe qualitæ despæge d’unitæ repetue.

A poscibilitæ de conduttivitæ a nasce da-a mainea che i elettroin peuan mesciâse atraverso di ligammi Si-O-Si con di orbitali che se creuvan uña in sce l’atra. I semiconduttoî an doî stati prinçipæ: o stato de base, ch’o no conduxe l’elettriçitæ, e un stato conduttô, ch’o ô fa. O stato conduttô, conosciuo ascì comme stato eçitou, o se verifica quande çerti elettroin se caccian in sce l’orbitale elettronica succesciva, ch’a l’é collegâ atraverso do materiale comme un metallo.

Pe-o sòlito i angoli de ligamme Si-O-Si no permettan quella connescion. À 110 graddi , son ben ben lontan da unna linia retta de 180 graddi. Ma into copolimero de silicone che a squaddra a l’à descoverto, sti ligammi comensavan à 140 graddi into stato fondamentale-e se spanzan à 150 graddi into stato eçitou. Sto fæto o l'ea assæ pe creâ unn'autostradda pe-o scorî da carrega elettrica.

Questo o permette unn’interaçion inaspëtâ tra i elettroin atraverso de diversci ligammi, compreiso i ligammi Si-O-Si inte sti copolimeri, o l’à dito Laine. Ciù longa a l’é a longhixe da cadeña, ciù façile l’é pe-i elettroin viægiâ de distanse ciù longhe, reduxendo l’energia neçessäia pe sciorbî a luxe e dapeu emettila con de energie ciù basse.

E propietæ semiconduttoe di copolimeri de silicone permettan ascì o seu spettro de coî. I elettroin se caccian tra o terren e o stato eçitæ sciorben e emettendo di fotoin ò partiçelle de luxe. L’emiscion de luxe a depende da-a longhixe da cadeña di copolimeri, che a squaddra de Laine a peu controllâ. E longhixe de cadeña ciù longhe veuan dî di salti ciù piccin e di fotoin d’energia ciù bassa, che dan a-o silicone unna tinta rossa. E cadeñe ciù curte an de beseugno de di salti ciù grendi da-i elettroin, donca emettan unna luxe d’energia ciù erta verso a banda bleu do spettro.

Pe demostrâ a connescion tra a longhixe da cadeña e l’assorbimento e l’emiscion da luxe, i reçercatoî an separou di copolimeri con de longhixe de cadeña despæge e î an dispòsti inte di cannæ de preuva da-i longhi a-i curti. O fæto de fâ brillâ unna luxe UV in scî cannæ o crea un erconçê pin tanto che ciaschedun o sciorbe e o l'emette a luxe à de energie despæge.

A matrixe de cô basâ in sciâ longhixe da cadeña di copolimeri a l’é particolarmente unica perché fin à sto ponto i siliconi en stæti conosciui solo che pe ëse trasparenti ò gianchi perché e seu propietæ isolanti î rendan incapaçi de sciorbî tanta luxe.

"Piggiemmo un materiale che tutti pensavan ch'o fïse elettricamente inerte e gh'emmo dæto unna neuva vitta ch'a porrieiva alimentâ a proscima generaçion d'elettrònica morbida e flescibile", o l'à dito o Zijing (Jackie) Zhang, studente de dottorato in sciensa e inzegneria di materiali da U-M e autoô prinçipâ do studio.