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Los investigadores descubren cristales orgánicos que cambian de forma

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El profesor de ingeniería biomolecular Ying Diao, a la derecha, y el estudiante de posgrado Hyunjoong Chung.Phys.org

En la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, el profesor de ingeniería biomolecular Ying Diao y el estudiante de posgrado Hyunjong Chung han descubierto un mecanismo que tiene la capacidad profunda de generar fenómenos de memoria de forma en cristales orgánicos utilizados en electrónica plástica. La electrónica de plástico combinada con material con memoria de forma podría generar avances en la electrónica médica, así como en los dispositivos electrónicos de consumo.

Materiales que cambian de forma

Los investigadores descubrieron el fenómeno de la memoria de forma en dos materiales semiconductores orgánicos. Publicado en la revista Nature Communications, los materiales con memoria de forma utilizan calor, luz y señales eléctricas y fuerzas mecánicas para transmitir información a través de los materiales. Luego, los materiales se expanden, contraen, doblan y vuelven a su forma una y otra vez sin límite.

Los cristales que cambian de forma se descubrieron accidentalmente como parte de un experimento diferente. El equipo estaba en el proceso de crear un gran cristal orgánico y estaba ansioso por saber cómo se vería afectado el cristal por el calor. El estudiante de posgrado Hyunjoong describió el descubrimiento diciendo "Observamos los cristales individuales con un microscopio y descubrimos que el proceso de transformación es dramáticamente diferente de lo que esperábamos. Vimos el movimiento concertado de una capa completa de moléculas que atraviesan el cristal y que parecen impulsar el efecto de memoria de forma, algo que rara vez se observa en los cristales orgánicos y, por lo tanto, está en gran parte inexplorado.."


Con curiosidad por aplicar el fenómeno al mundo real, los investigadores exploraron el uso de la ciencia de los materiales con memoria de forma junto con el campo de la electrónica orgánica. Usar el esfuerzo de memoria de forma en un semiconductor de plástico en la electrónica moderna haría que los dispositivos usaran menos energía y tuvieran una tecnología más eficiente en general. Según Diao, la electrónica de hoy en día depende del proceso intensivo de energía de encendido y apagado de transistores. El efecto de memoria de forma en los semiconductores de plástico podría solucionar este problema, creando avances en la electrónica de baja potencia.

La investigación de los materiales que cambian de forma marca un paso adelante en la comprensión de las reglas de diseño de la naturaleza a nivel molecular. Como dijo Diao, "El fenómeno de la memoria de forma es común en la naturaleza, pero no estamos realmente seguros de las reglas de diseño de la naturaleza a nivel molecular. La naturaleza utiliza compuestos orgánicos que son muy diferentes de las aleaciones metálicas que se utilizan en los materiales con memoria de forma en el mercado actual.. En los materiales con memoria de forma que ocurren naturalmente, las moléculas se transforman cooperativamente, lo que significa que todas se mueven juntas durante el cambio de forma ".Los investigadores están entusiasmados con sus hallazgos recientes y están ansiosos por aplicarlos en el concepto de máquinas moleculares, ganador del Premio Nobel, recientemente descubierto.


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