Conductores supramoleculares: nanofibras y nanorods

Recientemente la investigación relacionada con el estudio de nanomateriales electroconductores ha tenido un avance considerable. Masashi Hasegawa y Masahiko Iyoda, de la Universidad de Kitasato en Japón, se han dedicado a dicho estudio durante los últimos años. La investigación se ha concentrado primordialmente en encontrar nanofibras, nanorods y otras nanoestructuras capaces de funcionar como conductores utilizando, sobre todo, sistemas -conjugados.

Las nanofibras y nanorods conductores se construyen mediante un proceso de dopaje de donadores- o aceptores- con oxidantes o reductores antes/después de la formación de dichas nanoestructuras. Algunas nanofibras muestran conductividad eléctrica sin ningún dopaje en su estado neutral. Así mismo, se ha intentado utilizar algunos radicales catiónicos y radicales aniónicos; sin embargo, sólo un limitado número de radicales catiónicos producen nanofibras conductoras.

Durante las últimas décadas, se ha llevado a cabo una investigación extensiva tanto en química como física para encontrar moléculas conductoras orgánicas y materiales poliméricos con interés científico y comercial. Entre ellos, conductores moleculares construidos por la combinación de donadores y aceptores orgánicos se clasifican como conductores orgánicos de baja dimensión. La alta conductividad de los conductores moleculares generalmente se origina de una estructura -apilada columnar de de donadores o receptores en su mono cristal.

Reducir los parámetros dimensionales de conductores moleculares de su estructura tridimensional (3D) del cristal a su apilamiento unidimensional (1D) ha atraído recientemente una gran atención; desde que dicho progreso podría proporcionar nanofibras y nanorods funcionales. Las nanofibras y los nanorods funcionales son dos de los materiales clave en las nano-ciencias avanzadas.

Actualmente un número muy grande de interesantes comportamientos ópticos y electrónicos dirigidos hacia estructuras conductoras 1D para aplicaciones de dispositivos han sido reportadas. Basadas en este desarrollo, la construcción de nanofibras y nanorods conductores ha sido también concluida para realizar fibras orgánicas metálicas y rods que puedan ser utilizados para cables eléctricos a escala nano. En el estado actual, las nanofibras orgánicas y los nanorods funcionan como semiconductores. Para realizar conductividad metálica y superconductividad, se necesita más estudio en la fabricación de un apilamiento muy cercano del estado iónico con fuertes correlaciones. Si se puede tomar una verdadera ventaja de estos innovadores sistemas, será tan sólo una cuestión de tiempo antes de que nanofibras y nanorods conductores encuentren funciones en dispositivos ampliamente utilizados.

Hasegawa, M., & Iyoda, M. (2010). Conducting supramolecular nanofibers and nanorods. (R. Eagling, Ed.) Chemical Society Reviews , 39 (7), 2420-2427.