Uma Estratégia de Design para Semicondutores Poliméricos de Alto Desempenho Intrinsecamente Alongáveis: Incorporando Anéis Fendidos Rígidos Conjugados com Grupos Laterais Volumosos

Estratégias para melhorar a elasticidade de semicondutores poliméricos, como a introdução de quebradores de conjugação flexíveis ou a adição de blocos flexíveis, geralmente resultam em degradação das propriedades elétricas. Neste trabalho, propomos um conceito para abordar essa limitação, introduzindo anéis fendidos rígidos conjugados com grupos laterais volumosos otimizados e mantendo um esqueleto polimérico conjugado. Especificamente, investigamos duas classes de sistemas de anéis fendidos rígidos, a saber, sistemas de dibenzotiofeno benzena-substituído (Ph-DBTTT) e indacenoditiofeno (IDT), e identificamos moléculas exibindo propriedades elétricas e mecânicas otimizadas. No sistema IDT, o polímero PIDT-3T-OC12-10% mostrou propriedades elétricas e mecânicas promissoras. Em transistores totalmente alongáveis, o polímero PIDT-3T-OC12-10% exibiu uma mobilidade de 0,27 cm² V⁻¹ s⁻¹ a 75% de deformação e manteve sua mobilidade após ser submetido a centenas de ciclos de alongamento-liberação a 25% de deformação. Nossos resultados sublinham a correlação íntima entre estruturas químicas, propriedades mecânicas e mobilidade de portadores de carga para semicondutores poliméricos. Nossa abordagem de design molecular descrita ajudará a acelerar a próxima geração de semicondutores poliméricos de alto desempenho intrinsecamente alongáveis.