ارائه طرحی برای سنجش رساناهای ارگانیک

ساخت وبلاگ

رسانای ارگانیک

تیم تحقیقاتی دانشگاه نورث وسترن به روش های تازه ای برای ارزیابی و مقایسه عملکرد مواد رسانای ارگانیک دست یافتند.

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، طی پنج سال گذشته در زمینه مواد جدید حاوی ترکیبات رسانای ارگانیک- پلیمری که میshy;تواند باعث انتقال الکترونshy; ها و یونshy; ها شود، پیشرفت قابل توجهی صورت گرفته است. بکارگیری این مواد نسبت به مواد غیر معدنی مشابه آسانshy;تر بوده و قابلیت تغییر بیشتری دارند. مواد با پایه کربنی کاربردهای گستردهshy;ای از دستگاهshy;های پزشکی تا ذخیره سازی انرژی دارند. اما ممکن است با افزایش کارایی و نوآوری در این مواد، مشکلات پیش بینی نشده ای نیز رخ دهد.

" جاناتان ریونای" (Jonathan Rivnay) استاد دانشگاه نورث وسترن گفت: استفاده از این مواد جدید و ثبت عملکرد آن فرایندی زمان بر و چالش برانگیز خواهد بود. اما موضوع چالش برانگیزتر مقایسه عملکرد مواد جدید با همدیگر است زیرا یک روش معیار مشخص در این باره وجود ندارد.

تیم تحقیقاتی ریونای توانستند این خلاء را پر کنند. این تیم تحقیقاتی یک چارچوب جدید برای ارزیابی استاندارد و مقایسه عملکرد آن ها ایجاد کردند که به محققان برای تعیین دقیق بهترین رساناهای ترکیبی ارگانیک برای کاربردهای خاص کمک می کند. این روش نه تنها امکان مقایسه مواد موجود را فراهم می کند بلکه می تواند برای اطلاع از طراحی مواد آلی جدید نیز بکار رود.

مواد رسانای ارگانیک مواد نرمی هستند که می توانند جریان الکتریسیته را هدایت کنند. انتظار می رود این مواد در فناوری های ارزان قیمت، سبک و انعطاف پذیری مانند سلول های خورشیدی، مدارهای الکتریکی قابل چاپ و دیود ارگانیک گسیل نور بکار روند. اخیرا قابلیت این مواد برای واکنش دقیق با یون ها و بیومولکول ها سبب ایجاد علاقه قابل توجهی به الکترونیک زیستی از جمله دستگاه های پزشکی ایمپلنت شده است که سیگنال های درون بدن را نظارت و تنظیم می کنند.

یک ماده به تنهایی نمی تواند تمامی این قابلیت ها را با هم داشته باشد. هر قابلیتی نیازمند یک ماده است که دارای ویژگی های خاص باشد. به عنوان مثال یک حسگر به ماده ای نیاز دارد که حساسیت فوق العاده بالایی داشته باشد، در حالی که باتری های جدید به موادی نیاز دارند که محکم بوده و ظرفیت نگه داری شارژ برقی بالاتری داشته باشند.

بنا به گفته ریونای تلاش ها در جهت طراحی مواد جدید سبب تسریع و توسعه مواد جدید با ویژگی ها و عملکرد خاص می شود. اما متاسفانه طرحی برای ارزیابی استاندارد مواد و راهنمای برای طراحی و توسعه آن ها در دست نبوده است.

به منظور حل این مشکل ریونای و تیم تحقیقاتی وی به دنبال طراحی یک ترانزیستور الکتروشیمیایی ارگانیک بودند که نوعی ترانزیستور است که در آن جریان یونی میان رسانای ارگانیک و یک الکترولیت برقرار می شود تا جریان الکتریکی از طریق دستگاه قطع و وصل شود.

طی 20 سال گذشته محققان معمولا از مجموعه ای محدود از پلیمرهای رسانا در این دستگاه ها استفاده کرده اند. ریونای این پلیمرها را در 10 رسانای ارگانیک جدید عوض کرد.

ریونای و تیم تحقیقاتی وی پس از ایجاد ترانزیستورهای الکتروشیمیایی از 10 ماده ارگانیک مختلف، نحوه عملکرد هر ترانزیستور را ارزیابی کردند و پارامترهای مانند چقدر راحت هر دستگاه یون ها را منتقل می کند و شارژ برقی را ذخیره می کند، را نیز مورد بررسی قرار دادند. تیم تحقیقاتی با ارزیابی عملکرد مواد به عنوان ترانزیستور به آسانی توانستد نقاط ضعف و قوت آن ها را مشخص کنند.

ریونای افزود: ما با کمک ترانزیستورهای الکتروشیمیایی ارگانیک توانستیم رساناهای ارگانیک جدید را بشناسیم. این ابزار نه تنها به ما اجازه می دهد عملکرد بهتر یک ماده نسبت به ماده دیگر را متوجه شویم بلکه علت این برتری را نیز مشخص می کند.

هر چند ریونای بررسی های خود را بر روی 10 ماده جدید اجرا کرد، اما این روش می تواند برای هر تعداد از رساناهای ارگانیک جدید نیز بکار رود. در قدم بعدی رینای قصد دارد که خواص و ویژگی های مواد با عملکرد بالا را در میان این موادبیشتر مورد بررسی قرار دهد.

نتایج این تحقیق در مجلهNature Communicationsبه چاپ رسیده است.

علم وفناوری...
ما را در سایت علم وفناوری دنبال می کنید

برچسب : رساناهای,ارگانیک, نویسنده : 9elme1404c بازدید : 137 تاريخ : چهارشنبه 8 آذر 1396 ساعت: 21:58