A investigación, publicada no Journal of the American Chemical Society (JACS), presenta unha nova metodoloxía baseada na calorimetría de barrido rápido (FSC) que permite estudar procesos que ata agora eran moi difíciles de analizar coas técnicas convencionais. Estes polímeros poden pasar do estado fundido ao cristalino en menos dunha décima de segundo.
A principal dificultade radicaba na enorme rapidez do proceso. Ata agora, era necesario realizar múltiples experimentos para reconstruír a evolución da cristalización. A nova técnica permite rexistrar o proceso mentres ocorre, obtendo toda a información nun único experimento. "A metodoloxía que desenvolvemos permítenos seguir a evolución da cristalización mentres está a ocorrer", explica Josep Tent, investigador do CITENI e parte do equipo.
No caso do polímero PTQ10, a cristalización completa dura só 0,025 segundos. O estudo tamén revela que a temperatura inflúe na organización molecular dos polímeros semiconductores PTQ10 e D18. Observouse un cambio arredor dos 341 °C para o PTQ10 e dos 320 °C para o D18, afectando á estrutura final do material.
A combinación de calorimetría, difracción de raios X e microscopía electrónica permitiu aos investigadores comprender que a rapidez da cristalización se debe á formación simultánea de moitos pequenos dominios ordenados. No caso do D18, observáronse dominios duns 40 nanómetros.
Estes polímeros semiconductores son de interese para aplicacións como células solares orgánicas e electrónica flexible. Comprender a cristalización é clave para relacionar as condicións de procesado coa estrutura e propiedades finais do material. "Poder medir este proceso mentres ocorre axúdanos a comprender como se estrutura o polímero e como podemos influír nesa organización durante o seu procesado", sinala Jaime Martín, investigador supervisor do estudo.
O traballo contou coa participación de investigadores da Universidade Grenoble Alpes, o Comisariado de Enerxía Atómica e Alternativas (CEA), o Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) e Grenoble INP (Francia), así como do Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2). Os experimentos de difracción de raios X realizáronse coa colaboración do sincrotrón ALBA.
