با همکاری شرکت پارک سیستمز (Park Systems) و چند دانشگاه و مرکز تحقیقاتی مختلف، مطالعه روی نوع خاصی از پلیمرهای آلی در مقیاس نانو انجام شد و نتایج جالبی درباره این مواد که قابل استفاده در صنعت الکترونیک هستند، به دست آمد.
پلیمر آلی با ساختار «کیک میوه‌ای» برای استفاده در صنعت الکترونیک
محققان خواص یک پلیمر آلی را که پتانسیل کاربردی در صنعت الکترونیک انعطاف‌پذیر دارد، مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها تغییرات سختی در مقیاس نانو را در این پلیمر مورد مطالعه قرار دادند.
حوزه الکترونیک آلی از کشف پلیمرهای نیمه هادی جدید با ستون فقرات مولکولی که در برابر پیچ و تاب و خمیدگی انعطاف‌پذیر هستند، سود برده است، به این معنی که می‌توانند بار را حمل کنند، حتی اگر به شکل‌های مختلف خم شوند.
تا پیش از این، فرض بر این بود که این مواد در مقیاس مولکولی شبیه یک بشقاب اسپاگتی بوده و عاری از نظم هستند. با این حال، یک تیم بین‌المللی از محققان دریافتند که این پلیمرها از نظم برخوردار هستند. این نظم در مقیاس نانومتری بوده، موجب می‌شود که این پلیمرها در برخی نواحی سفت‌تر از بقیه بخش‌های این پلیمر باشند و در نتیجه ساختار “کیک میوه‌ای” با نواحی سخت و نرم به آن می‌دهند.
این کار توسط دانشگاه کمبریج و شرکت پارک سیستمز، با همکاری KTH استکهلم در سوئد، دانشگاه‌های نامور و مونس در بلژیک و دانشگاه ویک فارست در آمریکا انجام شده است. نتایج این پروژه می‌تواند در توسعه نسل بعدی دستگاه‌های میکروالکترونیک و بیوالکترونیک استفاده شود.
مطالعه و درک خواص مکانیکی این مواد در مقیاس نانو – رشته‌ای که به نام نانومکانیک شناخته می‌شود – می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا این خواص را تنظیم کنند و مواد را برای طیف وسیع‌تری از کاربردها مناسب کنند.
دکتر دیپاک ونکاتشواران از آزمایشگاه کاوندیش کمبریج که رهبری این تحقیق را بر عهده داشت، گفت: «ما می‌دانیم که بافت طبیعت در مقیاس نانو یکنواخت نیست، اما یافتن یکنواختی و نظم در جایی که انتظار دیدن آن را نداشتیم، غافلگیرکننده بود.»
محققان از یک روش تصویربرداری خاص برای گرفتن تصاویری در مقیاس نانو از نواحی منظم درون یک پلیمر نیمه رسانا به نام اینداسنودیتیوفن-کو-بنزوتیادیازول (C16-IDTBT) استفاده کردند. این تصاویر به وضوح نشان می‌دهند که چگونه زنجیره‌های پلیمری منفرد در برخی از مناطق فیلم پلیمری در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. این نواحی ترتیبی بین ۱۰ تا ۲۰ نانومتر عرض دارند.
دکتر لزک اسپالک، از محققان این پروژه می‌گوید: «حساسیت این روش‌های تشخیص به ما امکان می‌دهد تا خودسازماندهی پلیمرها را تا رشته‌های مولکولی منفرد ببینیم».
اندازه‌گیری‌های بیشتر سفتی ماده در مقیاس نانو نشان داد که نواحی که پلیمرها در آن‌ها خود سازماندهی می‌شوند در نواحی منظم سخت‌تر بودند، در حالی که مناطق بی‌نظم بخش نرم‌تر ماده بودند.
