(Phys.org) -- De ontwikkeling van een nieuwe combinatie van polymeren die suikers associëren met op olie gebaseerde macromoleculen maakt het mogelijk om ultradunne films te ontwerpen die in staat zijn tot zelforganisatie met een resolutie van 5 nanometer. Dit opent nieuwe perspectieven voor het vergroten van de capaciteit van harde schijven en de snelheid van microprocessors. Het resultaat van een Frans-Amerikaanse samenwerking onder leiding van het Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CNRS), dit werk heeft geleid tot het indienen van twee octrooien. Het is gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano . Deze nieuwe klasse van dunne films op basis van hybride copolymeren zou aanleiding kunnen geven tot tal van toepassingen in flexibele elektronica, in uiteenlopende gebieden als nanolithografie, biosensoren en fotovoltaïsche cellen.

Voordat nieuwe generaties microprocessors kunnen worden bedacht, een evolutie in de lithografie, de techniek die wordt gebruikt voor het afdrukken van elektronische schakelingen, onmisbaar is. Tot nu, de dunne films die in elektronische schakelingen worden gebruikt, zijn gemaakt van synthetische polymeren die uitsluitend zijn afgeleid van aardolie. Echter, deze dunne films hebben beperkingen:hun minimale structurele resolutie is ongeveer 20 nanometer en kan niet verder worden verminderd door van aardolie afgeleide polymeren te combineren. Deze limiet is een van de belangrijkste obstakels geweest voor de ontwikkeling van nieuwe generaties flexibele elektronische apparaten met een zeer hoge resolutie.

Waarom was er zo'n limiet? Vanwege de lage onverenigbaarheid tussen de twee blokken polymeren, beide afgeleid van olie. Om die reden, het team onder leiding van Redouane Borsali, CNRS senior onderzoeker bij het Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV), kwam met een hybride materiaal:deze nieuwe klasse van dunne films combineert op suiker gebaseerde en van aardolie afgeleide (siliciumhoudende polystyreen) polymeren met sterk verschillende fysische/chemische eigenschappen. Dit copolymeer, gevormd uit zeer onverenigbare elementaire bouwstenen, is vergelijkbaar met een oliebel bevestigd aan een kleine waterbel. De onderzoekers hebben aangetoond dat dit type structuur zichzelf kan organiseren in suikercilinders in een op petroleum gebaseerd polymeerrooster, elke structuur met een grootte van 5 nanometer, d.w.z. veel kleiner dan de resolutie van "oude" copolymeren, uitsluitend samengesteld uit aardoliederivaten. In aanvulling, deze nieuwe generatie materiaal is gemaakt van een overvloedige, hernieuwbare en biologisch afbreekbare hulpbron:suiker.

Het bereiken van deze prestatie maakt het mogelijk om tal van toepassingen in flexibele elektronica te bedenken:miniaturisatie van circuitlithografie, zesvoudige vergroting van de informatieopslagcapaciteit (flashgeheugens – USB-sleutels – niet langer beperkt tot 1 Tbit aan data maar 6 Tbit), verbeterde prestaties van fotovoltaïsche cellen, biosensoren, enz. De onderzoekers proberen nu de beheersing van de grootschalige organisatie en het ontwerp van deze nano-glycofilms in verschillende zelfgeorganiseerde structuren te verbeteren.