Dupla hélice inorgânica vem dar nova vida à eletrônica

Redação do Site Inovação Tecnológica -  22/09/2016

Ao contrário das moléculas microscópicas de DNA, a dupla hélice inorgânica forma cristais (esquerda) e fios (direita) de dimensões visíveis a olho nu. [Imagem: Andreas Battenberg/TUM]

Novo DNA semicondutor

A dupla hélice, com sua estrutura estável e flexível para armazenar a informação genética, está entre os elementos essenciais que tornaram possível a vida na Terra.

Agora, uma equipe da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, descobriu uma estrutura em dupla hélice em um material inorgânico.

O material, uma mistura de estanho, iodo e fósforo, é um semicondutor com propriedades ópticas e eletrônicas extraordinárias, além da extrema flexibilidade mecânica que seria de se esperar com base na experiência com as moléculas de DNA.

Dupla hélice inorgânica

Ao contrário dos materiais semicondutores inorgânicos convencionais, que estão na base de toda a indústria eletrônica e da informática, a dupla hélice inorgânica é altamente flexível. As fibras, que alcançam até centímetros de comprimento, podem ser dobradas arbitrariamente sem se quebrar, um comportamento muito diferente dos cristais que esses materiais costumam formar.

A substância, que é um semicondutor, está sendo chamada de SnIP, sigla composta pelo símbolo dos seus elementos constituintes: estanho (Sn), iodo (I) e fósforo (P).

"A SnIP pode ser facilmente produzida em uma escala de gramas e é, ao contrário do arseneto de gálio, que tem características eletrônicas similares, muito menos tóxica," adiantou a pesquisadora Daniela Pfister.

Estrutura em hélice dupla formada pelo composto de estanho, iodo e fósforo. [Imagem: Tom Nilges/TUM]

Inúmeras possibilidades de aplicação

As propriedades semicondutoras do SnIP prometem uma ampla gama de aplicações, da conversão de energia em células solares e elementos termoelétricos, até fotocatalisadores, sensores e componentes optoeletrônicos. E as características eletrônicas do material podem ser adaptadas a aplicações específicas por meio da dopagem com outros elementos.

Devido à disposição dos átomos na forma de dupla hélice, as fibras podem ser facilmente divididas em filamentos finos e muito longos. As fibras mais finas feitas até agora têm apenas cinco cadeias de hélices duplas e medem poucos nanômetros de espessura, o que abre as portas também para aplicações nanoeletrônicas.

"Em particular a combinação das propriedades semicondutoras interessantes e da flexibilidade mecânica nos dá grande otimismo com relação a possíveis aplicações. Em comparação com as células solares orgânicas, esperamos alcançar uma estabilidade significativamente maior dos materiais inorgânicos. Por exemplo, o SnIP continua estável até cerca de 500º C," reforçou o professor Tom Nilges.

Bibliografia:

Inorganic Double Helices in Semiconducting SnIP
Daniela Pfister, Konrad Schäfer, Claudia Ott, Birgit Gerke, Rainer Pöttgen, Oliver Janka, Maximilian Baumgartner, Anastasia Efimova, Andrea Hohmann, Peer Schmidt, Sabarinathan Venkatachalam, Leo van Wüllen, Ulrich Schürmann, Lorenz Kienle, Viola Duppel, Eric Parzinger, Bastian Miller, Jonathan Becker, Alexander Holleitner, Richard Weihrich, Tom Nilges
Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201603135