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Functionalized biopolymers for application in molecular electronics and in photonics

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L'ADN passe de la photonique à l'électronique

Des scientifiques financés par l'UE développent de nouveaux biomatériaux qui promettent d'avoir un impact majeur sur les applications électroniques biodégradables.

Énergie

Dans le projet BIOMOLEC («Functionalized biopolymers for application in molecular electronics and in photonics»), financé par l'UE, des scientifiques de laboratoires éminents à travers l'Europe rendent fonctionnels et dopent des biopolymères bien connus tels que l'ADN avec des chromophores photoactifs. Cela devrait permettre de développer des matériaux avec une mobilité de charge contrôlable et des propriétés optiques non linéaires fortes. Les membres du projet ont déjà synthétisé cinq chromophores de poussée et de traction à l'échelle Gram pour le dopage de biopolymères. Après l'incorporation dans deux différentes matrices polymères à film fin (PMMA et DNA-CTMA), ils ont été évalués pour leurs propriétés luminescentes, DNA-CTMA présentant un plus grand rendement quantique. De nombreux différents types de composants ADN-polymère ont été préparés et synthétisés par électropolymérisation. On a découvert que DNA-CTMA était plus électro-actif, avec une capacité à double couche trois fois supérieure à celle d'un polymère pur. L'interprétation de la capacité de conductivité de l'ADN, avec une mobilité de la charge contrôlée, rend de tels matériaux polymères utiles pour des applications électroniques moléculaires, notamment pour des transistors à effet de champ. Pour obtenir des nanotiges et des nanostructures câblées, les scientifiques ont utilisé la méthode hydro-thermique, obtenant ainsi des structures très cristallines. Les nanotiges ont été déposées sur des substrats à travers une technique de revêtement par centrifugation, résultant en un revêtement de surface relativement homogène sans ségrégation. Les processus d'oxydation et de réduction (perte et gain d'électrons) survenant sur le revêtement pourraient donc être observés. Ayant un impact important sur les propriétés photo-réfractrices des systèmes organiques conjugués, les nano-objets peuvent changer les propriétés optiques non linéaires de tels systèmes. Cette découverte est importante pour renforcer les matériaux inorganiques de matrice et pour créer une nouvelle méthode sans contact afin d'orienter de façon verticale les molécules de cristal liquide dans les dispositifs d'affichage. Les résultats du projet sont importants pour des domaines aussi divers que le traitement de signal optique, l'électronique moléculaire et la conversion de l'énergie solaire. Le développement de nouveaux matériaux et de connaissances en matériaux biodégradables et renouvelables s'avérera fructueux étant donné que le XXIe siècle est considéré le siècle de la photonique.

Mots‑clés

Biopolymères, ADN, photonique, électronique moléculaire, dopage, chromophores, mobilité de la charge, optique non linéaire, matrices polymères, rendement quantique, transistors à effet de champ, revêtement par centrifugation, photoréfracteur, conversion é

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