Striding Towards a New Dawn for Electronics

Newswise — Conductive polymers are plastic materials with high electrical conductivity that promise to revolutionize a wide range of products including TV displays, solar cells, and biomedical sensors. A team of McGill University researchers have now reported how to visualize and study the process of energy transport along one single conductive polymer molecule at a time, a key step towards bringing these exciting new applications to market. “We may easily study energy transport in a cable as thick as a hair, but imagine studying this process in a single polymer molecule, whose thickness is one-millionth of that!” said Dr. Gonzalo Cosa of McGill’s Department of Chemistry, lead researcher.

Working in collaboration with Dr. Isabelle Rouiller of McGill’s Department of Anatomy and Cell Biology, the team used state-of-the-art optical and electron microscopes and were able to entrap the polymer molecules into vesicles – tiny sacs smaller than a human body cell. The researchers visualized their ability to transport energy in various conformations.

“This research is novel because we are able to look at energy transport in individual polymer molecules rather than obtaining measurements arising from a collection of billions of them. It’s like looking at the characteristics of a single person rather than having to rely on census data for the entire world population,” Cosa explains. Conductive polymers are long organic molecules typically referred to as nanowires. Components along the polymer backbone successfully pass energy between each other when the polymer is collapsed (coiled within itself), but the process is slowed down when the polymer backbone is extended. A greater understanding of how this process works will enable us to develop a range of technologies in the future.”

The studies are critical to applications in daily life such as sensors involving the detection and the differentiation of cells, pathogens, and toxins. They may also help in the future to develop hybrid organic-inorganic light harvesting materials for solar cells.

The research was published online by the Proceedings of the National Academy of Sciences and received funding from the Natural Sciences and Engineering Research Council and the Canada Foundation for Innovation.

For more information: Cosa Group for Chemical Imaging at McGill University http://gonzalocosa-group.mcgill.ca/

POUR PUBLICATION IMMÉDIATEMontréal, le 28 septembre 2010

De grands pas de plus vers une nouvelle ère pour l’électronique

Les polymères conducteurs sont des matériaux de plastique présentant une conductivité électrique élevée et qui promettent de révolutionner une vaste gamme de produits, notamment les écrans de téléviseurs, les piles solaires et les détecteurs biomédicaux. Une équipe de chercheurs de l’Université McGill vient de découvrir comment visualiser et étudier le processus de transport d’énergie le long d’une seule molécule de polymère conducteur à la fois, une étape déterminante vers le transfert de ces nouvelles applications stimulantes sur le marché. « Sans doute pouvons-nous étudier facilement le transport d’énergie dans un câble de l’épaisseur d’un cheveu, mais imaginez ce que représente le fait d’étudier ce processus au sein d’une seule molécule de polymère, dont l’épaisseur correspond à un millionième de cela! », a déclaré le professeur Gonzalo Cosa, chercheur principal au Département de chimie de McGill.

En travaillant en collaboration avec la professeure Isabelle Rouiller, du Département d’anatomie et de biologie cellulaire de McGill, l’équipe a utilisé des microscopes optiques et électroniques à la fine pointe de la technologie et a pu capturer les molécules de polymère dans des sachets plus petits qu’une cellule du corps humain. Les chercheurs ont observé leur capacité à transporter l’énergie dans diverses conformations.

« Cette recherche est une primeur parce que nous sommes capables de regarder le transport d’énergie dans des molécules individuelles de polymère plutôt que d’obtenir des mesures provenant d’une collection composée de milliards de ces molécules. Cela se compare à observer les caractéristiques d’une seule personne plutôt que de dépendre des données du recensement complet de la population mondiale », a expliqué monsieur Cosa. « Les polymères conducteurs sont de longues molécules organiques qu’on appelle des nanofils. Des composantes situées le long de la chaîne principale échangent avec succès de l’énergie entre elles lorsque le polymère est collabé (enroulé sur lui-même), mais le processus est ralenti quand la chaîne principale du polymère est allongée. Une meilleure compréhension du fonctionnement de ce processus nous permettra de mettre au point une gamme de technologies. »

Les études sont essentielles aux applications de la vie quotidienne comme les appareils de détection et de différenciation de cellules, de pathogènes et de toxines. Elles peuvent aussi contribuer, à l’avenir, à créer des matériaux d’antennes collectrices hybrides organiques et non organiques pour les piles solaires.

L’étude a été publiée en ligne dans Proceedings of the National Academy of Sciences et a reçu du financement du Conseil en sciences naturelles et en génie du Canada et de la Fondation canadienne pour l’innovation.

Pour plus de renseignements : Groupe Cosa d’imagerie chimique de l’Université McGill http://gonzalocosa-group.mcgill.ca/

Personne-ressource : William Raillant-ClarkRelations avec les médiasUniversité McGill 514 [email protected]