Onderzoekers van de Hokkaido University hebben een rekenmethode ontwikkeld die kan voorspellen hoe clusters van moleculen zich in de loop van de tijd gedragen en op elkaar inwerken. het verstrekken van kritisch inzicht voor toekomstige elektronica. Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , zou kunnen leiden tot de creatie van een nieuw wetenschapsgebied dat clustermoleculaire elektronica wordt genoemd.

Elektronica met één molecuul is een relatief nieuw, snel voortschrijdende tak van nanotechnologie die individuele moleculen gebruikt als elektronische componenten in apparaten. Nutsvoorzieningen, Hiroto Tachikawa en collega's van de Hokkaido University in Japan hebben een computationele benadering ontwikkeld die kan voorspellen hoe clusters van moleculen zich in de loop van de tijd gedragen, die zou kunnen helpen bij het lanceren van een nieuw studiegebied voor elektronica van clustermoleculen. Hun aanpak combineert twee methoden die traditioneel worden gebruikt voor kwantumchemische en moleculair dynamische berekeningen.

Ze gebruikten hun methode om de veranderingen in een computergesimuleerde cluster van benzeenmoleculen in de loop van de tijd te voorspellen. Wanneer licht wordt toegepast op de T-vormige benzeenclusters, ze reorganiseren zichzelf in een enkele stapel; een interactie die bekend staat als pi-stacking. Deze wijziging van de ene vorm naar de andere verandert de elektrische geleidbaarheid van het cluster, waardoor het werkt als een aan-uitschakelaar. Het team simuleerde vervolgens de toevoeging van een watermolecuul aan het cluster en ontdekte dat pi-stapelen aanzienlijk sneller gebeurde. Deze pi-stapeling is ook omkeerbaar, waarmee u heen en weer kunt schakelen tussen de aan- en uitmodi.

In tegenstelling tot, eerdere studies hadden aangetoond dat de toevoeging van een molecuul water aan een elektronisch apparaat met één molecuul de prestaties ervan belemmert.

"Onze bevindingen kunnen een nieuw onderzoeksgebied inluiden dat de elektronische prestaties van verschillende getallen onderzoekt, soorten en combinaties van moleculaire clusters, mogelijk leidend tot de ontwikkeling van elektronische apparaten met clustermoleculen, " merkte Tachikawa op.