У органических молекул, состоящих только из легких элементов по существу, нет перевозчиков, которыми электрический заряд может пройти. По сути, они не высококачественные проводники. Чтобы решить эту проблему, чистые органические металлы синтезировались больше 50 лет, объединяя молекулы с различными свойствами, таким образом изменяя их отдельные свойства и производя перевозчики обвинения.
Известно, что профессор Хидэки Сиракава получил Нобелевскую премию для обнаружения проводящих полимеров из числа этих изученных молекул. Однако у многократных молекул, объединенных вместе, есть проблемы с точки зрения стабильности и длительности.
С другой стороны, относительно чистых органических материалов, сделанных из единственного компонента, было необходимо оказать высокое давление по крайней мере 1 giga Паскаля (с.б.б.), чтобы сделать их проводящими как металл. В соответствии с этой практикой, много лет, это, как думали, было чрезвычайно трудно сделать эти материалы проводящими как металл под окружающим давлением.Недавно, исследовательская группа проектировала новые молекулы, которые спонтанно производят отверстия, которые могут служить перевозчиками обвинения. Тогда команда изготовила чистые органические молекулы, которые проводят электричество как металл в широком спектре температур под нормальным давлением.
Электрическая проводимость фильма, который был сделан исключительно этих молекул (ТЕД как краткое название) была 530 S/cm (S = Siemens, который является инверсией удельного сопротивления) при комнатной температуре и 1,000 S/cm в 50 K. Проводимость на высшем уровне среди органических металлов. Кроме того, посредством молекулярных орбитальных вычислений, команда нашла, что у ТЕДА есть видный градиент плотности вращения, который не был замечен в других радикальных молекулах.
Это электронное состояние может коррелировать с механизмом который однокомпонентные молекулы exhibit　 свойства металлической проводимости.Эти результаты могут установить два общих направления в дизайне очень проводящих органических материалов. Во-первых, шаг добавления химического допанта для того, чтобы сделать материалы проводящими (постдопинг) может быть устранен, и следовательно, становится выполнимо проектировать молекулы, которые позволяют решительно увеличить длительность и химическую стабильность органических проводящих материалов.
Во-вторых, с точки зрения практического применения, пригодный для печатания метод, полученный метод печати, может использоваться, чтобы легко изготовить очень проводящие органические материалы.Это исследование проводилось как продолжение предыдущего исследования, выполненного в соответствии с Программой Финансирования для Следующего поколения Ведущие в мире Исследователи (СЛЕДУЮЩАЯ Программа; Юка Кобаяши, руководитель проекта) спонсируемый Обществом Японии Продвижения Науки.
Это исследование было опубликовано в онлайн-версии Материалов Природы 10 октября 2016.