Usa nga Lagda-Nagbungkag, Makolor nga Silikone nga Makakagdara hin Kuryente

Usa nga bag-o nga nadiskubre nga silicone variant amo an semiconductor, an mga parasaliksik ha Unibersidad han Michigan nadiskubre-upending assumptions nga an klase han materyal in eksklusibo nga insulating.

"An materyal nag-aabri hin higayon para hin bag-o nga mga klase hin flat panel displays, flexible photovoltaics, wearable sensors o bisan panapton nga makakagpakita hin iba-iba nga mga sumbanan o mga imahe," siring ni Richard Laine, U-M nga propesor han mga materyales nga syensya ngan inhenyeriya ngan macromolecular science ngan inhenyeriya ngan katugbang nga tagsulat han Macromonile Commondshed in the study.

An mga silicone nga lana ngan rubbers-polysiloxanes ngan silsesquioxanes-mga tradisyonal nga insulating nga mga materyales, karuyag sidngon ini in naato ha pag-agos han kuryente o kapaso. An ira mga kabtangan nga diri nahuhulog ha tubig-nahimo ha ira nga mapulsanon ha mga gamit ha biomedikal, mga sealant, mga elektroniko nga panapton ngan damo pa.

Samtang, an mga komon nga semikonduktor kasagaran nga matig-a. An semikonduktor nga silikona may-ada potensyal ha pagpahinabo han mabag-o-bag-o nga mga elektroniko nga iginhulagway ni Laine sugad man han silikona nga may-ada iba-iba nga kolor.

Ha lebel han molekula, an mga silikona in ginhihimo tikang hin usa nga likod-saliwan nga mga atomo nga silicon ngan oxygen (Si-O-Si) nga mayda mga organiko (karbon-base) nga mga grupo nga nakadukot ha silikon. An iba-iba nga 3D nga mga pormasyon hin mga kadena hin polimer in nabangon samtang ini nagdudugtong ha usa kag usa, nga kilala nga cross-pagsumpay, nga nagbabag-o han pisikal nga mga kinaiya han materyal sugad han kusog o pagkatunaw.

Samtang nag-aaram hin magkalainlain nga mga istruktura nga nagkakasumpay ha silicone, an grupo han pagsaliksik nahipakdol ha potensyal para han konduktibidad han elektrisidad ha usa ka copolymer, nga amo an kadena han polimer nga naglalakip hin duha nga magkalainlain nga klase hin mga yunit nga nag-uutro.

An posibilidad para han konduktibidad natikang han paagi han mga elektron nga makakagios ha Si-O-Si nga mga bugkos nga mayda mga orbital nga nagsasapaw. An mga semiconductor mayda duha nga panguna nga estado: an estado han tuna, nga diri nagdudumara hin kuryente, ngan an estado nga nagdudumara, nga mayda. An estado han pagdumara, nga kilala gihapon nga excited nga estado, nahitatabo kun mayda mga electron nga nalukso tipaigbaw ngadto han sunod nga electron orbital, nga nasumpay ha bug-os nga materyal sugad hin metal.

Kasagaran, an mga anggulo han bugkos han Si -O -Si diri nagtutugot para hito nga koneksyon. Ha 110 ka grado , hirayo hira tikang ha 180 ka grado nga tul-id nga linya. Pero ha silicone nga kopolymer nga nadiskobrehan han grupo, ini nga mga bugkos nagtikang ha 140 grado ha estado han tuna-ngan ini in nag-uunat ngadto ha 150 grado ha estado nga nalipay. Igo na ini basi makahimo hin haywey basi makaagos an karga han koryente.

"Nagtutugot ini hin diri ginlalaoman nga pakig-upod ha butnga han mga elektron ha bug-os nga damo nga mga bugkos upod na an mga bugkos han Si -O{1}}Si hini nga mga kopolimer," sering ni Laine. "Kon mas hilaba an kadena, mas masayon ​​para han mga elektron nga magbiyahe hin mas hilawig nga distansya, nga nag-iiban han enerhiya nga ginkikinahanglan ha pagsupsop han kapawa ngan katapos pagpagawas hito ha mas hamubo nga mga enerhiya."

An mga kinaiya nga semi-konduktor han mga kopolimer nga silikona nagpapahinabo liwat han iya mga kolor. An mga elektron nalukso ha butnga han tuna ngan han eksayted nga mga kahimtang pinaagi han pagsupsop ngan pagpagawas hin mga photon, o mga partikulo han kapawa. An paggawas han kapawa nadepende ha kahilaba han kadena han copolymer, nga makukontrol han grupo ni Laine. An mas hilaba nga kadena nangangahulogan hin mas gudtiay nga mga paglukso ngan mas hamubo nga mga photon nga may enerhiya, nga naghahatag hin pula nga kolor ha silikona. An mas halipot nga mga kadena nagkikinahanglan hin mas dagku nga mga paglukso tikang ha mga elektron, salit nagpapagawas ito hin mas hitaas nga enerhiya nga kapawa tipakadto ha asul nga kataposan han epekto.

Basi ipakita an koneksyon butnga han kahilaba han kadena ngan han pagsupsop ngan paggawas han kapawa, ginbulag han mga parasaliksik an mga copolymers nga may-ada iba-iba nga kahilaba han kadena ngan gin-areglo ito ha mga test tube tikang ha hilaba tubtob ha halipot. An pagsilaw hin UV nga kapawa ha mga tubo nakakahimo hin bug-os nga balangaw samtang an tagsa hito nagsusupsop ngan nagpapagawas han kapawa ha iba-iba nga enerhiya.

An de-kolor nga array nga nakabase ha kahilaba han kadena han copolymer labi nga talagsahon tungod kay tubtob hini nga punto, an mga silikone nahibabaroan la nga klaro o busag tungod kay an ira mga kalidad nga nakakabulag nakakahimo ha ira nga diri makasuyop hin damu nga kapawa.

"Nagkukuha kami hin materyal nga ginhunahuna han ngatanan nga elektrikal nga inert ngan gintatagan ini hin bag-o nga kinabuhi-usa nga makakahatag hin gahum ha sunod nga henerasyon hin mahumok, mabag-o nga elektroniko," sering ni Zijing (Jackie) Zhang, U-M nga doktoral nga estudyante han materyales nga syensya ngan inhenyeriya ngan nangunguna nga tagsulat han pag-aram.