Kemian radikaalit hommiin

Oregonin yliopiston (UO) kemistit ovat yhdessä japanilaisten, espanjalaisten ja ruotsalaisten asiantuntijoiden kanssa syntetisoineet vakaan ja pitkäikäisen hiilipohjaisia molekyylin, jota he sanovat voitavan mahdollisesti soveltaa aurinkokennoihin ja elektronisiin rakenteisiin.

Kyseinen molekyyli muuttaa sidosmuotoaan magneettiseen biradikaaliin tilaan lämmitettäessä ja palaa sitten täysin sitoutuneeseen ei-magneettiseen suljetun tilan muotoon huoneen lämpötilassa. Tämä siirtyminen, voidaan tehdä toistuvasti rakenteen hajoamatta. Se pysyy vakaana, vaikka läsnä on sekä lämpöä että happea.

Bi(di)radikaali tarkoittaa orgaanisia yhdisteitä, jotka tunnetaan avoimen kuoren molekyyleinä, joilla on kaksi sitoutumatonta elektronia. Biradikaaleja voi tuottaa niiden elektronien spinien hallintaan liittyvillä menetelmillä, mikä toisi esiin esimerkiksi puolijohdeominaisuuksia. Lämmitettyä tilaa on kuitenkin haitannut epävakaus, aina siitä asti kun ensimmäinen synteettinen biradikaali hiilivety saatiin aikaan vuonna 1907.

"Mahdollisesti meidän lähestymistapa voisi auttaa tekemään orgaanisista aurinkokennoista tehokkaampia kuin piiaurinkokennoista, mutta se on luultavasti kaukana tulevaisuudessa", toteaa UO:n tohtoriopiskelija Gabriel E. Rudebusch.

"Meidän synteesi on nopea ja tehokas. Voimme tehdä helposti gramman tätä yhdistettä, joka on erittäin stabiili, kun se altistetaan hapelle ja lämmölle. Tämä vakaus on ollut lähes tuntematon biradikaalien yhdisteiden kirjallisuudessa."

Yhdisteen nelivaiheinen synteesi - diindenoanthracene tai DIA – saatiin aikaan ja testattiin suprajohtavissa materiaaleissa. DIA:lla on epätavallinen ominaisuus siirtää sekä negatiivisia että positiivisia varauksia, mikä on olennainen ominaisuus esimerkiksi transistoreissa ja aurinkokennoissa

Tutkijoiden rakentama orgaaninen kenttävaikutustransistori osoitti ambipolaarista suorituskykyä tasapainoisella elektronien ja aukkojen liikkuvuudella.

DIA:n ainutlaatuiset piirteet ovat keskeisiä kun näitä molekyylejä aiotaan saada käyttöön ja tutkijat ovat jo kehittämässä uudesta molekyylistä johdannaisia auttaakseen siirtämään teknologiaa mahdollisiin sovelluksiin.