En av utmaningarna med att tillverka nya elektroniska enheter är kemin som krävs för att montera de lager som utgör enheten. I denna forskning, en ny syntetisk kemi-metod producerar ultrasmå material som liknar ett fragment av halvledarkisel. Processen använder ett exakt definierat mönster av reaktiva platser, eller kemiska "krokar". Krokarna styr strukturen som material, en polymer, växer. Att kunna skapa små bitar av kiselliknande material kan göra det lättare att tillverka designade elektroniska kretsar med egenskaper avstämda för specifika användningsområden.

Kisel är en halvledare. Det är viktigt att definiera modern teknik som datorchips och solceller. Tillgång till nya former av denna halvledare kan leda till nya materialegenskaper. Denna forskning ger en syntetisk kemisk väg till nya former av kiselliknande material. De resulterande materialen kan förändra solceller och datorer.

Rationell syntes är det strategiska valet av en sekvens av kemiska reaktioner som leder till ett önskat kemiskt mål. Tillämpningen av rationell syntes leder till skapandet av innovativa och väldefinierade material som är otillgängliga med traditionella tillverkningsmetoder, som att skära, bearbetning och polering. Dock, det lilla antalet syntetiska metoder som finns tillgängliga för kemister för att tillverka kisel har begränsat rationell syntess roll för att utveckla nya former av denna väsentliga halvledare som finns i praktiskt taget all modern elektronik. Forskare vid Johns Hopkins University tog sig an denna utmaning genom att utveckla nya metoder för att göra molekyler med cykliska kiselstrukturer, samt nya metoder för att omvandla dem till bulkmaterialformer såsom tunna filmer eller fibrer. Kemister vid Johns Hopkins University syntetiserade en ny klass av polymerer som de kallade poly(cyklosilan).

Den nya klassen av polymerer innehåller återkommande byggstenar (monomerer) som liknar en del av den inre strukturen hos elementärt kisel. Cyklosilanmonomeren innehåller ett exakt definierat mönster av reaktiva ställen, eller kemiska "krokar, " som tvingar byggstensmonomererna att monteras på bara ett sätt. Poly(cyklosilan) uppvisar lovande optiska egenskaper och kan integreras med andra elektroniskt aktiva material för att framställa nya funktionella material. Sådana material kan ha framtida användbarhet i applikationer som lösningsbearbetningsbara solceller eller andra elektroniska enheter.