Científicos del Reino Unido han demostrado por primera vez que es posible construir una estructura molecular tridimensional sobre una superficie. Sus experimentos, descritos en un artículo de la revista Nature Chemistry, suponen un avance de primer orden hacia el desarrollo de nanodispositivos innovadores como tecnología óptica y electrónica e incluso ordenadores moleculares.
Este trabajo contó con el apoyo del proyecto COORDSPACE («Espacio de la química de la coordinación: extracción, almacenamiento, activación y catálisis»), financiado con una subvención avanzada (Advanced Grant) del Consejo Europeo de Investigación (CEI) por valor de 2,49 millones de euros concedida a Martin Schröder, de la Universidad de Nottingham, a través del Séptimo Programa Marco (7PM).
Ya existían precedentes de estructuras moleculares bidimensionales autoensambladas sobre una superficie. Estas construcciones bidimensionales contienen poros en los que se quedan atrapadas las «moléculas huésped». Pero estos huéspedes no se quedan siempre estacionarios en la estructura bidimensional, sino que en algunos casos provocan que el marco que las acoge cambie de una configuración bidimensional a otra.
En este estudio, físicos y químicos de la Universidad de Nottingham crearon una estructura bidimensional de ácido tetracarboxílico sobre una superficie. A continuación introdujeron como molécula huésped un fulereno, una molécula con forma de balón compuesta de sesenta átomos de carbono también conocida como buckyesfera.
Ésta, gracias a su forma esférica, se sitúa sobre la estructura bidimensional. De esta forma se favorece el crecimiento de una segunda capa de moléculas de ácido tetracarboxílico sobre la primera y la estructura se vuelve tridimensional.
«Es el equivalente molecular a arrojar ladrillos al aire y que éstos al caer formen de manera espontánea una casa», explicó el profesor Neil Champness de la Escuela de Química de la Universidad de Nottingham.
«Hasta ahora esto sólo era posible en dos dimensiones por lo que, continuando con la analogía de los “ladrillos” moleculares, sólo formaban un camino o un patio, pero nuestro logro supone que podemos empezar a construir en la tercera dimensión. Es un paso adelante significativo para la nanotecnología.»
El nuevo sistema es reversible. Cuando se añade coroneno (un hidrocarburo policíclico aromático) como segunda molécula huésped, la red de dos capas que contienen las buckyesferas se sustituye por una red de capa única de ácido tetracarboxílico con el coroneno inmovilizado dentro de sus poros.
Según los científicos: «El sistema es un ejemplo de una transformación reversible entre una red supramolecular planar y no planar, un paso adelante importante hacia el autoensamblado controlado de arquitecturas supramoleculares tridimensionales funcionales a partir de una superficie.»
Para más información: Universidad de Nottingham, Nature Chemistry y Consejo Europeo de Investigación (CEI). Fuente: Cordis
