Den här bilden visar polymererna som skapades med en upplösning på 5 nanometer (den genomsnittliga hårstrån är 80, 000 nanometer bred). Kredit:Institutionen för kemi, McGill University
Även om de skulle kunna revolutionera ett brett utbud av högteknologiska produkter som datorskärmar eller solceller, organiska material har inte samma ordnade kemiska sammansättning som oorganiska material, hindra forskarna från att använda dem till sin fulla potential.
Men ett internationellt team av forskare ledda av McGills Dr Dmitrii Perepichka och Institut national de la recherche scientifiques Dr Federico Rosei har publicerat forskning som visar hur man löser denna decennier gamla gåta. Teamet har effektivt upptäckt ett sätt att beställa molekylerna i PEDOT, den enskilt mest industriellt viktiga ledande polymeren.
Även om Dr. Perepichka är snabb med att påpeka att forskningen inte är direkt tillämplig på produkter som för närvarande finns på marknaden, han ger exemplet på en möjlig användning av fynden i datorchips. "Det är en välkänd princip att antalet transistorer i ett datorchip fördubblas vartannat år, " han sa, "men vi når nu den fysiska gränsen. Genom att använda molekylära material istället för kiselhalvledare, vi skulle en dag kunna bygga transistorer som är tio gånger mindre än vad som finns för närvarande." Chipsen skulle i själva verket bara vara en molekyl tjocka.
Tekniken låter bedrägligt enkel. Teamet använde ett oorganiskt material - en kristall av koppar - som mall.
När molekyler tappas på kristallen, kristallen framkallar en kemisk reaktion och skapar en ledande polymer. Genom att använda ett skanningssondmikroskop som gjorde det möjligt för dem att se ytor med atomupplösning, forskarna upptäckte att polymererna hade imiterat ordningen på kristallytan.
Teamet kan för närvarande bara producera reaktionen i en dimension, dvs att göra en sträng eller linje av molekyler. Nästa steg blir att lägga till en andra dimension för att göra kontinuerliga ark ("organisk grafit") eller elektroniska kretsar.
Forskningen publicerades online av Proceedings of the National Academy of Sciences.