Metode Kimia Baru Meningkatkan Daya Tahan Elektronik Lunak
Pendekatan baru untuk mempelajari polimer konjugasi memungkinkan peneliti untuk mengukur, untuk pertama kalinya, properti mekanis dan kinetik molekul individual selama reaksi polimerisasi.
Polimer konjugasi pada dasarnya adalah kluster molekul yang ditambangkan di sepanjang tulang belakang yang dapat menghantar elektron dan menyerap cahaya. Ini membuatnya cocok untuk membuat optoelektronik lunak seperti perangkat elektronik dapat ditekan; namun, selembagapun mereka, polimer ini sulit dipelajari secara massal karena mereka mengagregasi dan jatuh dari larutan.
Pendekatan, disebut magnetic tweezers, memungkinkan peneliti untuk meregang dan memutar molekul individual dari polimer konjugasi poliasetilena. Pendekatan sebelumnya bergantung pada derivatisasi kimia di mana struktur dimodifikasi dengan grup fungsional atom; namun, pendekatan ini dapat mempengaruhi properti bawaan polimer.
Proses bekerja dengan melekatkan satu ujung benang polimer ke kaca coverslip dan ujung lainnya ke partikel magnetik kecil. Peneliti kemudian menggunakan medan magnet untuk memanipulasi polimer konjugasi, meregang atau memutarnya, dan mengukur respons dari satu rantai polimer yang tumbuh. Jumlahnya sangat kecil, mereka tetap larut dalam larutan seperti jumlah massal biasanya tidak akan.
Tim mengukur seberapa lama rantai polimer konjugasi, yang terdiri dari ratusan ribu unit monomer, tumbuh secara real-time. Mereka menemukan polimer menambahkan satu monomer per detik, pertumbuhan yang jauh lebih cepat dari analog nonkonjugasi mereka. Dengan menarik dan meregang polimer konjugasi individual, yang disebut pengukuran force extension, peneliti dapat menilai ketanggan mereka dan lebih memahami bagaimana mereka dapat membengkok ke arah berbeda sambil tetap konjugasi dan mempertahankan konduktivitas elektron.
Mereka juga menemukan polimer menampilkan perilaku mekanis yang beragam dari satu rantai ke rantai berikutnya — perilaku yang telah diprediksi oleh teori tetapi belum pernah diamati secara eksperimental. Temuan ini menyoroti kedua uniknya polimer konjugasi untuk berbagai aplikasi serta kekuatan penggunaan teknik manipulasi dan citra tunggal molekuler pada bahan sintetis.
