Sintetizada molécula orgânica que funciona como um transístor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/02/2022

Como a molécula também muda de formato com a aplicação de eletricidade, ela pode servir para fabricar nanomáquinas.
[Imagem: Daniel Strand/Jonas Ahlstedt]

Eletrônica molecular

Pesquisadores suecos sintetizaram uma molécula - um único hidrocarboneto - que funciona como uma porta lógica, a estrutura computacional básica dentro dos processadores, que hoje é montada com transistores.

Este é um avanço significativo para a eletrônica molecular, uma área que não apresentou grandes avanços nos últimos anos, talvez porque os transistores jogaram por terra todas as previsões sobre os limites de sua miniaturização.

Hoje já se trabalha em transistores de 2 nanômetros, o que equivale a cerca de 10 átomos de silício enfileirados. Começa então a fazer sentido deixar de construir esses componentes eletrônicos de cima para baixo e construí-los de baixo para cima, juntando átomos em moléculas.

"Nós desenvolvemos uma molécula simples de hidrocarboneto que muda de forma e, ao mesmo tempo, passa de isolante a condutora quando exposta a um potencial elétrico. A fórmula de sucesso foi projetar um chamado anel antiaromático em uma molécula, para que ela se tornasse mais robusta e pudesse receber e retransmitir elétrons," disse o professor Daniel Strand, da Universidade de Lund.

Etapas da síntese do transístor molecular.
[Imagem: Magdalena Tasic et al. - 10.1038/s41467-022-28384-8]

Transístor molecular

Muitas moléculas orgânicas são formadas por anéis de benzeno aromáticos, ou seja, anéis planos compostos de seis átomos de carbono - um exemplo simples é o grafeno.

No entanto, essas moléculas não mudam de propriedades ou de forma se forem submetidas a um potencial elétrico. Por isso, os pesquisadores optaram por analisar hidrocarbonetos formados por anéis com oito átomos de carbono, conhecidos como antiaromáticos.

Originalmente essas moléculas têm um formato curvado. Mas, se dois elétrons forem injetados, a molécula se achata e passa de isolante para condutora, uma função em tudo semelhante à de um transístor que muda de 0 para 1.

E a molécula é muito simples, abrindo caminho para sua utilização em circuitos elétricos e eletrônicos, impulsionando a eletrônica orgânica, e, como ela muda de formato, também em sistemas microeletromecânicos, ou MEMS.

"Moléculas que mudam de forma em resposta a um potencial elétrico levam a possibilidades entusiasmantes. Pode-se imaginar arquiteturas de computadores energeticamente eficientes e, no futuro, talvez máquinas elétricas em escala molecular," afirmou Strand.

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