Maysa a Paglintegan-Manglabsing, Namaris a Silicone a Mabalin a Mangisayangkat iti Kuriente

Ti baro a natakuatan a silikona a variant ket maysa a semikonduktor, dagiti managsirarak ti Unibersidad ti Michigan ket nakaduktalda-dagiti agtultuloy a panagipapan a ti klase ti material ket eksklusibo nga insulate.

"Ti material ket manglukat ti gundaway para kadagiti baro a kita ti flat panel display, flexible photovoltaics, maikawes a sensor wenno uray pay dagiti kawes a makaiparang kadagiti nadumaduma a padron wenno ladawan," kinuna ni Richard Laine, propesor ti U-M iti materials science ken engineering ken macromolecular science ken engineering ken katupag nga autor ti panagadal a nabiit pay a naipablaak iti Macromolecular Rapid Communications.

Dagiti lana ken goma ti silikon-polysiloxanes ken silsesquioxanes-ket tradisional a mangisalakan a materiales, kayatna a sawen a sarangtenda ti panagayus ti koriente wenno pudot. Dagiti water-resistant properties-da ti mamagbalin kadakuada a makatulong kadagiti biomedical devices, sealants, electronic coatings ken dadduma pay.

Kabayatanna, dagiti gagangay a semikonduktor ket kadawyan a natangken. Ti semiconducting silicone ket addaan iti potensial a mangpabalin kadagiti nalaka a maibagay nga elektroniko a dineskribir ni Laine kasta met ti silicone nga addaan iti nadumaduma a kolor.

Iti molekular a lebel, dagiti silikon ket buklen ti duri dagiti agsinnublat nga atomo ti silikon ken oksiheno (Si-O-Si) nga addaan kadagiti organiko (karbon-a naibatay) a grupo a naikapet iti silikon. Dagiti nadumaduma a 3D a pormasion dagiti kawar ti polimero ket tumaud bayat a dagitoy ket agkonekta iti maysa ken maysa, a naamammuan a kas ti krus-a panagsilpo, a mangbalbaliw kadagiti pisikal a tagikua ti material a kas ti pigsa wenno pannakarunaw.

Bayat ti panagadal kadagiti nadumaduma a krus-agsilpo nga estruktura iti silikon, ti grupo ti panagsukisok ket naitibkol iti potensial para iti elektrikal a konduktibidad iti maysa a kopolimer, nga isu daytoy ket maysa a kadena ti polimero a naglaon ti dua a nadumaduma a kita ti maulit-ulit a yunit-kulungan-estrukturado ken kalpasanna dagiti linia a silikon iti daytoy a kaso.

Ti posibilidad para iti konduktibidad ket tumaud manipud ti wagas a dagiti elektron ket mabalinda ti aggaraw iti ballasiw dagiti Si-O-Si a singgalut kadagiti agtuon nga orbital. Dagiti semikonduktor ket addaan kadagiti dua a kangrunaan nga estado: ti estado ti daga, a saan a mangikonduktor ti koriente, ken ti maysa a konduktor nga estado, a mangikonduktor. Ti konduktor a kasasaad, a naamammuan pay a kas ti naregreg a kasasaad, ket mapasamak no dagiti sumagmamano nga elektron ket agluksaw nga agpangato iti sumaganad nga elektron nga orbital, a naisilpo iti ballasiw ti material a kas ti metal.

Gagangay, dagiti anggulo ti singgalut ti Si-O-Si ket dida ipalubos dayta a koneksion. Iti 110℃, adayo dagitoy manipud iti 180℃a diretso a linia. Ngem iti silicone copolymer a natakuatan ti grupo, dagitoy a singgalut ket nangrugida iti 140℃iti ground state-ken agsaknapda agingga iti 150℃iti excited state. Umdasen daytoy a mangpataud iti haywey nga agayus ti karga ti koriente.

"Daytoy ket mangipalubos ti di ninamnama a panagtitinnulong ti nagbaetan dagiti elektron iti ballasiw dagiti adu a singgalut a mairaman dagiti Si-O-Si a singgalut kadagitoy a kopolimer," kinuna ni Laine. "No at-atiddog ​​ti kaatiddog ​​ti kadena, nalaklaka para kadagiti elektron nga agbiahe kadagiti at-atiddog ​​a distansia, a mangkissay ti enerhia a kasapulan tapno agsepen ti lawag ken kalpasanna mangiruar daytoy kadagiti nababbaba nga enerhia."

Dagiti semikonduktor a tagikua dagiti silicone copolymers ket mangpabalin pay ti espektro dagiti kolorna. Lumagto dagiti elektron iti nagbaetan ti daga ken dagiti magagaran a kasasaad babaen ti panangagsep ken panangiparuar kadagiti photon, wenno partikulo ti lawag. Ti panagruar ti lawag ket agpannuray iti kaatiddog ​​ti kadena ti copolymer, a makontrol ti grupo ni Laine. Ti at-atiddog ​​a kaatiddog ​​ti kawar kaipapananna ti babbabassit a panagluksaw ken nababbaba nga enerhia a poton, a mangted iti nalabaga a maris ti silicone. Dagiti ab-ababa a kawar kasapulanda ti dakdakkel a panagluksaw manipud kadagiti elektron, isu a mangiruarda iti nangatngato nga enerhia a lawag nga agturong iti asul a murdong ti espektro.

Tapno maipakita ti koneksion ti kaatiddog ​​ti kadena ken ti panagsebseb ken panagruar ti lawag, insina dagiti managsirarak dagiti copolymer nga addaan iti nagduduma a kaatiddog ​​ti kadena ket inurnosda dagitoy kadagiti test tube manipud atiddog ​​agingga iti ababa. Ti panangisilnag iti lawag ti UV kadagiti tubo ket mangpataud iti naan-anay a balangaw bayat a tunggal maysa ket agsepen ken mangiruar iti lawag iti nagduduma nga enerhia.

Ti namaris nga array a naibatay iti kaatiddog ​​ti kadena ti copolymer ket nangnangruna a naisangsangayan gapu ta agingga iti daytoy a punto, dagiti silicone ket pagaammo laeng a transparent wenno puraw gapu ta dagiti insulating properties-da ti mamagbalin kadakuada a di makaagsep iti adu a lawag.

"Alaenmi ti maysa a material nga impagarup ti amin nga elektrikal nga inert ken ikkan daytoy iti baro a biag-maysa a mabalin a mangpabileg iti sumaganad a henerasion ti nalukneng, nalaka a maibagay nga elektroniko," kinuna ni Zijing (Jackie) Zhang, U-M nga estudiante ti doktorado iti siensia ti materiales ken inhenieria ken mangidadaulo nga autor ti panagadal.