Čeští vědci vyvíjejí novou třídu jednorozměrných organických vodičů

Vzhledem k tomu, že uhlík je jedním z nejdostupnějších prvků, vykazují nové polymerní vodiče v porovnání s běžnými kovovými vodiči potenciálně nejen nižší výrobní náklady, ale také větší stabilitu a lepší možnosti řídit jejich materiálové vlastnosti.

Společná práce českých, španělských a švýcarských vědců, kterou publikoval tento týden časopis Nature Nanotechnology představuje nový přístup k vývoji nekovových vodičů využitelných v solární energetice, optických technologiích či nanoelektronice.

„Výhodou nových polymerů je vysoká reprodukovatelnost přípravy a očekávaná vyšší stabilita oproti původním obohaceným vodivým polymerům. Možnost konstrukce stabilních uhlíkových vodivých polymerů otevírá nové možnosti pro miniaturizaci a zvýšení výkonu řady elektronických součástek,“ říká Pavel Jelínek, který vede český tým.
Kovové vodiče, které jsou v současné době nedílnou součástí většiny komerčních elektrických a elektronických zařízení, vedou elektrický proud pomocí volných elektronů v jejich strukturách.

Související

Martin Pokorný

Vědci vyvinuli přípravek, který zvyšuje výnosy až…

Lukáš Bauer

Do roku 2030 má využití obnovitelných zdrojů…

Organické molekuly na bázi uhlíku a vodíku ve většině případů volné elektrony neobsahují a chovají se jako izolanty. Jsou ovšem známy organické vodiče, tzv. vodivé polymery, které vedou elektrický proud díky obohacení jinými prvky. Tyto cizí prvky dodávají nebo odebírají ze struktury uhlíkových polymerů elektrony, čímž vzniká potřebný volný elektrický náboj odpovědný za vysokou elektrickou vodivost.

Za objev těchto polymerů byla v roce 2000 udělena Nobelova cena za chemii. Výhodou polymerních vodičů oproti běžným kovovým vodičům je nenáročnost jejich výroby a snadné zpracování běžnými technologiemi, lepší mechanické vlastnosti a možnost ladit jejich elektrické i optické charakteristiky. Některé z nich proto nalezly uplatnění v organických LED diodách, solárních článcích, tranzistorech nebo různých typech senzorů.

Naopak hlavní nevýhodou stávajících vodivých polymerů je jejich nízká chemická a tepelná stabilita, která souvisí s přítomností cizích prvků v jejich struktuře. Řada laboratoří ve světě se proto snaží o přípravu nových typů vodivých polymerů, které by cizí prvky neobsahovaly. Jako prvnímu se to podařilo právě česko-španělsko-švýcarskému týmu.