Optoelettronica basata su nuove combinazioni molecolari
Gli ossidi di metallo a film sottile sono una tendenza in aumento nel settore dell'elettronica per cercare di creare dispositivi più piccoli e leggeri con elevate prestazioni. Gli ossidi vengono depositati con un metodo che facilita la crescita di cristalli in modo organizzato. L'ultima tendenza è l'uso di nanostrutture di ossidi di metallo e la relativa applicazione versatile in settori diversificati quali sensori, batterie, celle solari e accumulo di energia. I ricercatori europei hanno formato un consorzio che comprende eminenti scienziati in fotochimica supramolecolare (basata su gruppi di due o più molecole), in scienze dei materiali inorganici nanostrutturati e fisica dei dispositivi optoelettronici. Il loro obiettivo era sviluppare nuovi dispositivi supramolecolari da integrare negli elettrodi di ossido di metallo nanocristallini. Con i finanziamenti UE del progetto Heteromolmat ("Nanocrystalline heterosupermolecular materials for optoelectronic applications") il consorzio ha cercato di sviluppare tre dispositivi eterosupramolecolari (basati su due o più diverse molecole) innovativi: diodi a emissione di luce ibridi (HyLED), sensori chimici con luce accoppiata e dispositivi di conversione da luce a energia nel vicino infrarosso (NIR). I diodi HyLED che usano ossidi di metallo hanno numerosi vantaggi rispetto ai LED standard e ai LED solo organici. La tecnologia con ossidi di metallo comprende molti vantaggi tecnici e la produzione di massa a basso costo. Sono stati sviluppati HyLED che hanno dimostrato un'efficienza superiore e che dovrebbero offrire una valida alternativa ai LED organici. Gli scienziati di Heteromolmat hanno progettato e sintetizzato con successo strutture supramolecolari in grado di "riconoscere" specifiche sostanze tossiche, come il mercurio, in un campione. Le molecole si legano facilmente ai film di ossido di metallo grazie a speciali gruppi di collegamento incorporati. L'interazione delle strutture supramolecolari con la sostanza tossica modifica le proprietà ottiche delle molecole e crea un sensore chimico ad accoppiamento di luce. Infine i ricercatori hanno creato dispositivi di conversione da energia solare a elettrica NIR basati sulla sintesi di nuovi coloranti NIR supramolecolari. Il settore dell'energia solare è pronto a una rivoluzione date le enormi quantità di energia disponibile e la quantità minima attualmente sfruttata. Forse otterrà una spinta dalla tecnologia Heteromolmat. Il consorzio Heteromolmat con competenze interdisciplinari è riuscito a sviluppare importanti materiali semiconduttori supramolecolari nanocristallini. Ha applicato questi materiali con enorme successo ai dispositivi di optoelettronica, inclusi LED, sensori chimici a emissione di luce e dispositivi di conversione di energia da luce a elettrica. Partendo da una tecnologia a semiconduttori di ossido di metallo a basso costo e facilmente scalabile, le innovazioni potranno essere presto commercializzate.
