Los dispositivos electrónicos son cada vez más pequeños. Las primeras computadoras llenaron habitaciones enteras. Hoy puede sostener una en la palma de su mano. Ahora el campo de la electrónica molecular está llevando la miniaturización al siguiente nivel. Los investigadores están creando componentes electrónicos tan pequeños queno se puede ver a simple vista.
La electrónica molecular es una rama de la nanotecnología que utiliza moléculas individuales, o colecciones de moléculas a nanoescala, como componentes electrónicos. El propósito es crear dispositivos informáticos en miniatura, reemplazando materiales a granel con bloques moleculares.
Por ejemplo, los átomos metálicos se pueden convertir en 'cables moleculares' a nanoescala. También conocidos como cadenas de átomos metálicos extendidos EMAC, los cables moleculares son cadenas unidimensionales de átomos metálicos individuales conectados a una molécula orgánica, llamada ligando, queactúa como soporte. Los compuestos de tipo de alambre molecular tienen una variedad diversa de usos potenciales, desde luces LED hasta catalizadores.
Investigadores de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST han encontrado una manera simple de crear alambres moleculares de cobre de diferentes longitudes agregando o eliminando átomos de cobre uno por uno ". Este es el primer ejemplo de un alambre de cobre molecularse forma en un proceso paso a paso, átomo por átomo ", dice Julia Khusnutdinova, jefa de la Unidad de Coordinación de Química y Catálisis de OIST." Nuestro método se puede comparar con la construcción de Lego en la que se agrega un ladrillo a la vez ", dice ella.
Los alambres moleculares pueden variar en longitud, con diferentes longitudes que tienen diferentes propiedades moleculares y aplicaciones prácticas. En la actualidad, el EMAC más largo reportado en la literatura se basa en níquel y contiene 11 átomos de metal en una sola cadena lineal.
Crear cables moleculares de diferentes longitudes es difícil porque requiere que se sintetice un ligando específico cada vez. El ligando, que puede verse como un "aislante" por analogía con el mundo macro, ayuda a que los cables se formen al traer el metalátomos juntos y alineándolos en una cadena lineal. Sin embargo, crear ligandos de diferentes longitudes puede ser un proceso complicado y complicado.
Los investigadores de OIST han encontrado una nueva forma de superar este problema. "Hemos creado un ligando dinámico único que puede usarse para sintetizar múltiples longitudes de cadena", dice el Dr. Orestes Rivada-Wheelaghan, primer autor del artículo. "Estoes mucho más eficiente que hacer un nuevo ligando cada vez ", dice.
En su artículo, publicado en Edición internacional Angewandte Chemie , los investigadores describen su nuevo método paso a paso para crear alambres moleculares de cobre. "El ligando se abre desde un extremo para permitir que entre un átomo de metal y, cuando la cadena se extiende, el ligando experimenta un movimiento deslizante a lo largo de la cadena para acomodar más metalátomos ", dice el profesor Khusnutdinova." Esto se puede comparar con un acordeón molecular que se puede extender y acortar ", dice Rivada-Wheelaghan. Al agregar o quitar átomos de cobre de uno en uno de esta manera, los investigadores pueden construir cables molecularesde diferentes longitudes, que varían de 1 a 4 átomos de cobre.
Este ligando dinámico ofrece una nueva forma para que los químicos sinteticen moléculas con formas y propiedades específicas, creando potencial para muchas aplicaciones prácticas en microelectrónica y más allá.
"El siguiente paso es desarrollar ligandos dinámicos que podrían usarse para crear alambres moleculares hechos de otros metales, o una combinación de diferentes metales", dice el Dr. Rivada-Wheelaghan. "Por ejemplo, insertando selectivamente átomos de cobre en elterminales de la cadena, y usando un tipo diferente de metal en el centro de la cadena, podríamos crear nuevos compuestos con interesantes propiedades electrónicas ", dice el profesor Khusnutdinova.
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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