Belangrijke ontwikkelingen op het gebied van organische elektronica brengen momenteel een revolutie teweeg in de voorheen door silicium gedomineerde halfgeleidertechnologie. Op maat gemaakte organische moleculen maken de productie mogelijk van lichtgewicht, mechanisch flexibele elektronische componenten die perfect zijn aangepast aan individuele toepassingen. Chemici van de Goethe-universiteit hebben nu een nieuwe klasse van organische luminescente materialen ontwikkeld door de gerichte introductie van booratomen in de moleculaire structuren. De verbindingen beschreven in het vakblad Angewandte Chemie hebben een intensieve blauwe fluorescentie en zijn daarom interessant voor gebruik in organische light-emitting diodes (LED's).

Koolstof in de vorm van grafiet geleidt de elektrische stroom op dezelfde manier als een metaal. In aanvulling, zijn tweedimensionale vorm, de grafeenlaag, heeft zeer aantrekkelijke optische en elektronische eigenschappen. in grafeen, waarvan de ontdekkers in 2010 de Nobelprijs voor de natuurkunde kregen, talloze benzeenringen worden versmolten tot een honingraatstructuur. Delen van deze structuur, zogenaamde nanografenen of polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's), vormen een belangrijke basis van organische elektronica.

"Voor een lange tijd, inspanningen waren grotendeels gericht op het beïnvloeden van de eigenschappen van nanografenen door hun randen chemisch te manipuleren", volgens prof. Matthias Wagner van het Instituut voor Anorganische en Analytische Chemie aan de Goethe-universiteit. "Echter, in recente jaren, onderzoekers zijn steeds beter in staat om ook de interne structuur te wijzigen door vreemde atomen in het koolstofnetwerk in te bedden. Dit is waar borium van cruciaal belang is."

Een vergelijking van de nieuwe boorhoudende nanografenen met de analoge boorvrije koolwaterstoffen bevestigt het feit dat de booratomen een beslissende invloed hebben op twee belangrijke eigenschappen van een OLED-luminofoor:de fluorescentiekleur verschuift naar het zeer gewenste blauwe spectrale bereik en de capaciteit om elektronen te transporteren is aanzienlijk verbeterd. Daten, slechts beperkt gebruik kon worden gemaakt van het volledige potentieel van boorbevattende PAK's, aangezien de meeste exponenten gevoelig zijn voor lucht en vocht. "Dit probleem doet zich niet voor bij onze materialen, wat belangrijk is voor praktische toepassingen", legt Valentin Hertz uit, die de verbindingen synthetiseerde in het kader van zijn proefschrift.

Hertz en Wagner verwachten dat materialen zoals de grafeenvlokken die ze hebben ontwikkeld bijzonder geschikt zullen zijn voor gebruik in draagbare elektronische apparaten. Als filmvertoningen voor toekomstige generaties smartphones en tablets, zelfs grote schermen kunnen worden opgerold of opgevouwen om ruimte te besparen wanneer de apparaten niet in gebruik zijn.