En nanotecnología, el control es clave. El control sobre las disposiciones y las distancias entre las nanopartículas puede permitir intensidades de interacción personalizadas para que las propiedades puedan aprovecharse en dispositivos como sensores plasmónicos. Ahora los investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio usan dendrímeros que imitan la valencia electrónica de los átomosy vincularlos en matrices utilizando moléculas que se coordinan con el dendrímero ya que formarían un par de electrones covalente en su capa de valencia - "mimetismo de par de electrones"
Kimihisa Yamamoto, Ken Albrecht y sus colegas de Tokyo Tech consideraron la polifenilazometina dendrítica DPA, que tiene una estructura que se ramifica desde un núcleo central. Las moléculas de "ácido de Lewis" se coordinan con los sitios "base de Lewis" de DPA. Análisisde la proporción de moléculas de ácido de SnCl2 Lewis que se coordinan con cada dendrímero revelaron incrementos en los pasos de 2 a 4 a 8 a 16, que imita la valencia del átomo de Bohr que tiene 2, 8, 18 y 32 electrones en el 1º, 2º, 3ºy 4º orbitales. Esto refleja el aumento en el número de moléculas que pueden coordinarse con el dendrímero al aumentar la distancia desde el núcleo, a medida que aumenta el número de ramas de dendrímero y la densidad de electrones.
El equipo de Yamamoto analizó la coordinación de DPA con un ácido de Lewis de unión más fuerte - trifenilmetilio TPM - unido a la molécula en forma de barra fenilen etinileno. El esqueleto de etileno etileno es lo suficientemente rígido como para que los cationes ácidos en ambos extremos no puedan unirse.al mismo dendrímero. En cambio, se forma una cadena polimérica de dendrímeros. El uso de un dendrímero inicial diferente ZnPG4 en lugar de DPAG4, que tiene una valencia central de cuatro en lugar de dos, condujo a la formación de polimerización bidimensional de los dendrímeros,produciendo una matriz 2D de nanocontenedores que pueden acumular otros ácidos de Lewis en los orbitales externos.
El trabajo describe "un nuevo aspecto de la mímica del átomo" concluyen los investigadores. "La geometría y el tono pueden controlarse mediante el diseño del dendrímero y el enlazador y son potencialmente aplicables a los plasmónicos después del crecimiento mediado por semillas y las rejillas de nanoelectrodosque también son útiles como electrocatalizadores "
fondo
átomo de Bohr
El modelo de Bohr del átomo establecido por Niels Bohr y Ernest Rutherford en 1913 describe el átomo como un núcleo positivo rodeado de electrones en diferentes capas o niveles de energía. Cada capa tiene un número prescrito de electrones que pueden ocuparlo, esoes decir, dos electrones pueden ocupar la primera capa, ocho la siguiente y dieciocho la siguiente, y así sucesivamente.
Si bien hay aspectos del comportamiento del átomo que el modelo no cubre, es particularmente exitoso al explicar las líneas de emisión espectral. Cuando está excitado, un electrón puede saltar al siguiente nivel de energía. Cuando regresa al nivel de energía inicial,la diferencia en las energías se emite como luz en la longitud de onda específica equivalente a la diferencia de energía.
Cuando una capa no está llena, el átomo puede unirse con otra especie química. De esta manera, la valencia de un átomo describe qué tan llena está la capa de electrones y qué tan fácilmente se pueden formar enlaces. El gradiente de densidad de electrones de los dendrímeros que se mueven radialmente desde elEl núcleo de las regiones externas más ramificadas dicta cuántas moléculas de coordinación de ácido de Lewis puede acomodar y de esta manera imita los niveles de energía del átomo de Bohr.
¿Qué es un ácido de Lewis?
Un ácido de Lewis es una especie química que puede aceptar un par solitario de electrones de un producto químico que puede donar un par solitario, es decir, de una base de Lewis. Este comportamiento está definido por la estructura electrónica de la sustancia química. Los ácidos de Lewis incluyencompuestos ácidos pero también cationes metálicos.
Cuando el dendrímero se coordina con los ácidos de Lewis, toma el lugar de la base de Lewis que donaría un par de electrones. Los investigadores describen el compuesto del ácido di-Lewis molécula enlazadora como una imitación de pares de electrones.
puntos isosbestic
Cuando dos productos químicos reaccionan, la cantidad de luz absorbida puede cambiar dependiendo de la cantidad de luz que absorban los productos frente a los reactivos. Si los productos y los reactivos absorben la misma cantidad de luz en una longitud de onda particular, se describe como el punto isosbestic.
Los investigadores utilizaron puntos isosbestic para identificar los incrementos escalonados en el ácido de Lewis que reacciona con los dendrímeros. Un cambio de longitud de onda en el punto isosbestic indica la coordinación del ácido de Lewis con la capa posterior del dendrímero.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :