Investigadores demuestran que los cristales orgánicos pueden servir como convertidores de energía para nuevas tecnologías

Investigadores demuestran que los cristales orgánicos pueden servir como convertidores de energía para nuevas tecnologías


21 de mayo de 2022

(Noticias de Nanowerk) Nueva investigación de un equipo de investigación de NYU Abu Dhabi (NYUAD) Smart Materials Lab, publicada en la revista comunicación de la naturaleza («Excepcionalmente alta densidad de trabajo de un cristal orgánico dinámico ferroeléctrico alrededor de la temperatura ambiente») muestra que los cristales orgánicos, una nueva clase de materiales de ingeniería inteligente, pueden servir como materiales de conversión de energía eficientes y sostenibles para tecnologías avanzadas como la robótica y la electrónica.

Si bien anteriormente se pensaba que los cristales orgánicos eran frágiles, los investigadores de la NYUAD descubrieron que algunos cristales orgánicos son mecánicamente muy robustos. Desarrollaron un material que establece un nuevo récord mundial por su capacidad de cambiar entre diferentes formas por expansión o contracción en la mitad de su longitud sin perder su estructura perfectamente ordenada.

En el estudio, dirigido por el profesor de química de la NYUAD, Panče Naumov, el equipo presenta el proceso de observación de cómo el material orgánico cristalino responde a diferentes temperaturas. Los investigadores descubrieron que los cristales orgánicos podían cambiar de forma de forma reversible, de forma similar a los plásticos y el caucho.

Específicamente, este material pudo expandirse y contraerse repetidamente durante miles de ciclos durante la mitad de su longitud (51 por ciento) sin degradación. También podría expandirse y contraerse a temperatura ambiente, a diferencia de otros materiales que requieren una temperatura más alta para transformarse, lo que genera mayores costos de energía para operar.

A diferencia del silicio tradicional o los materiales a base de sílice, que están destinados a ser rígidos, pesados ​​y quebradizos, los materiales utilizados para la electrónica del futuro serán más blandos y de naturaleza más orgánica. Estas tecnologías avanzadas requieren materiales que sean livianos, resistentes a los daños y eficientes en el rendimiento, y que también tengan propiedades adicionales, como flexibilidad mecánica y la capacidad de operar de manera sostenible con un consumo mínimo de energía.

Los resultados de este estudio han demostrado por primera vez que ciertos materiales orgánicos cristalinos cumplen con los requisitos de estas tecnologías y en aplicaciones como robótica blanda, músculos artificiales, óptica orgánica y electrónica orgánica (electrónica hecha exclusivamente de material orgánico).

«Este último descubrimiento del Laboratorio de Materiales Inteligentes de NYUAD se basa en una serie de nuestros descubrimientos anteriores sobre el potencial sin explotar de esta nueva clase de materiales, que incluyen cristales adaptables, cristales autorreparables y materiales orgánicos cristalinos con memoria de forma», dijo a Naumov. . «Nuestro trabajo ha demostrado que los cristales orgánicos no solo cumplen con los requisitos de las nuevas tecnologías, sino que en algunos casos también pueden superar la eficiencia y la sostenibilidad de otros materiales más comunes».



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