Investigadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, descobriram que uma molécula orgânica desenvolvida para melhorar a eficiência luminosa dos OLED (díodos orgânicos emissores de luz) tem um comportamento electrónico surpreendente — semelhante ao de um isolante de Mott-Hubbard, um tipo raro de material que desafia as teorias tradicionais de condutividade eléctrica. O estudo, liderado por Biwen Li, investigou uma molécula semicondutora chamada P3TTM (trifenil-substituído tris(2,4,6-triclorofenil)metilo), que contém um eléctron desemparelhado no seu centro. Esta característica confere à molécula propriedades magnéticas e electrónicas únicas, ideais para aplicações em dispositivos optoelectrónicos. Durante os testes com os novos emissores de luz, a molécula revelou um talento oculto: quando colocada em contacto próximo, os seus eléctrons desemparelhados interagem de uma maneira surpreendentemente semelhante a um isolante de Mott-Hubbard, um tipo especial de material isolante que desafia as teorias tradicionais de condutividade eléctrica. Enquanto a maioria dos isolantes não conduz electricidade porque não tem eléctrons livres para transportar corrente, os isolantes Mott-Hubbard são-no por uma razão completamente diferente: a forte repulsão mútua entre os seus próprios eléctrons.advertisement “Esta é a verdadeira magia”, afirmou Li. “Na maioria dos materiais orgânicos, os eléctrons estão emparelhados e não interagem com os seus vizinhos. Mas no nosso sistema, quando as moléculas se agrupam, a interacção entre eléctrons não ligados em locais vizinhos incentiva-os a alinhar-se alternadamente para cima e para baixo, uma característica do comportamento de Mott-Hubbard. Quando a luz é absorvida, um desses eléctrons salta para o seu vizinho mais próximo, criando cargas positivas e negativas que podem ser extraídas para gerar uma fotocorrente (electricidade).” “Não estamos apenas a melhorar projectos antigos. Estamos a escrever um novo capítulo no livro didáctico, mostrando que os materiais orgânicos são capazes de gerar cargas por conta própria”, afirmou o professor Hugo Bronstein. A equipa demonstrou o potencial do seu material criando uma célula solar utilizando uma fina película de P3TTM. A célula solar experimental, sem quaisquer melhorias, alcançou uma eficiência de recolha de carga notável, próxima da unidade, o que significa que quase todos os fotões de luz são convertidos em electrões utilizáveis. Outra vantagem está relacionada com o facto de, nas células solares semicondutoras convencionais, a conversão de fotões em eléctrons (cargas negativas) e buracos (cargas positivas) só poder ocorrer na interface entre dois materiais diferentes, onde um actua como doador e o outro como receptor de eléctrons, o que compromete a eficiência geral. Neste novo material, após a absorção de um fotão, o processo de mover um eléctron de uma molécula para uma molécula vizinha idêntica é energeticamente “descendente”, criando assim cargas eléctricas sem a necessidade de um mecanismo doador-receptor. A descoberta tem implicações de longo alcance, tanto em termos de alteração dos livros didácticos de física quanto em termos do impulso que dá a todo o campo da electrónica orgânica, especialmente às células solares orgânicas, que podem ser fabricadas como papel de parede e coladas em qualquer superfície sem estruturas físicas adicionais. “Não estamos apenas a melhorar projectos antigos. Estamos a escrever um novo capítulo no livro didáctico, mostrando que os materiais orgânicos são capazes de gerar cargas por conta própria”, afirmou o professor Hugo Bronstein. Fonte: Inovação Tecnológica