Muchos científicos consideran que el grafeno es un material maravilloso. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Munich TUM ha logrado vincular el grafeno con otro grupo químico importante, las porfirinas. Las porfirinas son bien conocidas por su impactopropiedades funcionales que, por ejemplo, juegan un papel central en la clorofila durante la fotosíntesis. Estas nuevas estructuras híbridas también podrían usarse en el campo de la electrónica molecular, la catálisis o incluso como sensores.
Actualmente, casi ningún material recibe tanta atención en investigación como el grafeno. Es flexible, extremadamente delgado y transparente, al mismo tiempo que tiene una resistencia a la tracción muy alta y conduce electricidad, requisitos previos ideales para una amplia variedad de áreas de aplicación.Sin embargo, usar grafeno para capturar energía solar o como un sensor de gas también requiere otras propiedades específicas. Estas propiedades se pueden lograr fusionando moléculas funcionales con la capa de carbono.
En investigaciones anteriores, los científicos se preocuparon principalmente por los métodos químicos húmedos para unir las moléculas a la superficie del material. Junto con sus colegas, el profesor de Ingeniería Molecular de Interfaces Funcionales Wilhelm Auwärter decidió adoptar un enfoque diferente: pudieronune las moléculas de porfirina al grafeno de manera controlada en un vacío ultra alto utilizando las propiedades catalíticas de una superficie de plata sobre la que descansa la capa de grafeno. Cuando se calientan, las moléculas de porfirina pierden átomos de hidrógeno en su periferia y pueden formar nuevos enlaces con elbordes de grafeno
Limpio y controlable
"Este método crea un entorno limpio y controlable", explica el profesor Auwärter. "Podemos ver exactamente cómo se unen las moléculas y qué tipos de enlaces se producen". Aquí los investigadores utilizan lo último en microscopía moderna de fuerza atómica para representar la estructura químicade moléculas individuales, los "esqueletos" atómicos, por así decirlo.
Por primera vez, los científicos han logrado unir moléculas funcionales a los bordes del grafeno de forma covalente, es decir, con un enlace químico estable. "Queremos modificar solo los bordes del material; de esta manera no se destruyen las propiedades positivas del grafeno,"dice Auwärter.
Los investigadores eligieron las moléculas de porfirina como el compañero del grafeno debido a sus propiedades especiales. "Por ejemplo, las porfirinas son responsables de transportar oxígeno en la hemoglobina", continúa. Las moléculas cambian sus propiedades dependiendo de qué metales están en su centro ypuede asumir varias tareas diferentes, por ejemplo, unirse específicamente con moléculas de gas como el oxígeno y el dióxido de carbono.
En el futuro, este nuevo método puede hacer posible unir otras moléculas al grafeno también. Los investigadores también quieren tomar un control aún mejor de la reacción, logrando modificaciones específicas uniendo moléculas a las nanoestructuras de carbono como las cintas de grafeno. Estas nanoestructurasson de importancia central en aplicaciones electrónicas.
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Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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