طراحی و سنتز ترکیبات آلی با روش خودآرایی

به‌دلیل پیشرفت‌های انجام‌شده در بخش شیمی آلی سنتزی، تولید ادوات آلی رشد قابل
ملاحظه‌ای کرده‌اند؛ به‌طوری که می‌توان مولکول‌های متصل به یکدیگر را سنتز کرد که
این امر در الکترونیک کاربردهای زیادی دارد. محققان اخیراً به بررسی سنتز ترکیبات
آلی با ساختار نیمه‌هادی به روش خودآرایی پرداخته‌اند. این ترکیبات قابل استفاده در
صنعت الکترونیک است.

محققان مؤسسه‌ی شیمی آلی شانگهای به‌همراه همتایان خود در آژانس علم و فناوری ژاپن
در نشریه‌ی Chemistry — An Asian Journal ، به ارائه‌ی راهبرد جدیدی در طراحی
مولکولی پرداختند که در آن با استفاده از یکسان نبودن جفت مولکول‌های گیرنده و
دهنده ـ که با پیوند کووالانسی به هم متصل شده‌اند ـ می‌توان ترکیبات آلی غیر یکسان
نوع p/n را با دقت مولکولی ایجاد کرد.

البته چنین ترکیبات آلی را می‌توان به‌راحتی و بدون چنین طراحی‌هایی ایجاد کرد که
دارای چیدمان پهلویی بسیار طویلی هستند، اما این ترکیبات به‌ندرت عملکرد خوبی از
خود نشان می‌دهند. ترکیبات آلی لایه‌ی نازک فتوولتائیک به مولکول‌های گیرنده و
دهنده‌ی الکترون نیاز دارند که به‌صورت غیر یکنواخت کنار هم قرار گیرند، همچنین
برای افزایش بازده باید این ترکیبات نیمه‌هادی به‌صورت رشته‌هایی دراز به هم بچسبند
و از سوی دیگر این ترکیبات گیرنده و دهنده تمایل به تجمع از طریق برهم‌کنش انتقال
بار دارند که برای تبدیل فتوالکترونیکی مناسب نیست.

ترکیبات الیگوتیوفن و پریل اندنیوم برای تشکیل جفت‌های دهنده و گیرنده سنتز می‌شوند
که در انتهای خود نیز می‌توانند سایت همسان و هم غیر همسان داشته باشند. جفت‌هایی
با انتهای غیر همسان، ذاتاً خودآرایی داده و به شکل ساختارهای نانوالیافی درمی‌آیند؛
در حالی که جفت‌های دارای انتهای همسان میکروفیبرهای ناقص را تشکیل می‌دهند. اندازه‌گیری
هدایت ماکرویو نشان می‌دهد که در پیوندهایی که طیف جذبی کمی دارند، اگر اتصال میان
زنجیره‌های دارای انتهای غیر همسان باشد، هدایت نوری نسبت به ترکیباتی که انتهای
همسان دارند، بیشتر خواهد بود.

«طراحی مدل انتهای غیر همسان»، تحقق رؤیای ساخت ترکیبات غیر همسان نوع p/n را با
استفاده از جفت‌های دهنده و گیرنده کووالانسی وعده می‌دهد، همچنین، این نوع طراحی
موجب افزایش صحت ساختاری در این ترکیبات می‌شود که این امر برای عملکرد مناسب آنها
بسیار ضروری است. به اعتقاد نگارنده‌ی مقاله‌ی این پروژه، جزئیات مربوط به
ویژگی‌های انتقال بار و محدوده جذب در طراحی انتهای غیر یکسان، موضوعاتی است که
ارزش تحقیقات بیشتر را دارد.