Por Juan Casado Cordón.UMA.- Hasta la fecha se conocía la actividad de estos portadores de carga, aunque siempre habían escapado a cualquier intento de demostrar su presencia. El estudio, llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Málaga y centrado en los oligotiofenos, ha sido publicado en la prestigiosa revista Journal of American Chemical Society.

El descubrimiento de los polímeros conductores mereció en el año 2000 el premio Nobel de Química. Su vertiginoso desarrollo en los últimos 20 años ha dado lugar a un campo de investigación en Ciencia altamente multidisciplinar y competitivo y que involucra las áreas de Química, Física, Ciencia de Materiales, Electrónica, Biología, Medicina o la Nanotecnología, etc. La denominada electrónica plástica promete el uso de materiales orgánicos como semiconductores eléctricos y abre una enorme serie de mejoras, que van desde la mayor optimización de recursos energéticos, el mayor respecto al medioambiente, la aparición de la electrónica ligera (papel electrónico), la ultra-miniaturización de dispositivos (electrónica de moléculas individuales), el desarrollo de nuevos sectores de inversión e innovación o nuevos materiales biocompatibles tipo implantes,
entre otros.

Inherente al conocimiento intrínseco del modo de operación de los materiales y moléculas orgánicas en electrónica plástica está el reconocimiento molecular de los portadores de carga, responsables últimos de la existencia de una corriente eléctrica modulable, base última a su vez del funcionamiento de un dispositivo electrónico. Entre los pocos portadores de cargas de consensuada y reconocida existencia en la comunidad científica internacional, los pares de polarones (traducción del inglés, polaron-pairs) han sido elusivos a la demostración de su indudable y definitiva existencia. Se asume que los pares de polarones desempeñan un papel clave en el funcionamiento de dispositivos electrónicos, por ejemplo, en diodos orgánicos emisores de luz (OLEDs), en células fotovoltaicas moleculares y poliméricas y de Grätzel, en músculos artificiales, etc.

Nuestra investigación en el grupo de Espectroscopía Molecular de la Universidad de Málaga ha sido capaz de aportar evidencias precisas y definitivas de la existencia de estos pares de polarones en materiales para electrónica plástica, en particular en una de estas grandes familias químicas de moléculas, losoligotiofenos.

Se ha proporcionado una elucidación no sólo espectroscópica sino también estructural, y se han formulado los rangos de estabilidad de estos portadores de carga, y su relación con la arquitectura y composición química del sustrato semiconductor. Esta investigación, además, proporciona nuevas estrategias de trabajo para el descubrimiento y optimización de nuevos materiales. La metodología se ha basado en el uso exhaustivo de la espectroscopía Raman, técnica estrella de nuestro laboratorio.

El trabajo ha sido desarrollado en estrecha colaboración con grupos de investigación de la Universidad de Osaka en Japón y de modo muy relevante acaba de ser publicado en The Journal of The American Chemical Society en su exclusiva sección de Communications. Esta revista representa la más absoluta vanguardia de investigación mundial en Química y en campos fronterizos o multidisciplines a ella.

FOTO: Espectros Raman, clave de la presencia de los pares de polarones junto con las estructuras químicas propuestas para ellos. /JACS

A continuación, el vídeo 'La chispa orgánica' editado con ocasión de uno de los avances obtenidos en este área por el mismo grupo de investigación: