Las moléculas artificiales podrían algún día formar la unidad de información de un nuevo tipo de computadora o ser la base de sustancias programables. La información se codificaría en la disposición espacial de los átomos individuales, de manera similar a cómo la secuencia de pares de bases determina lacontenido de información del ADN, o secuencias de ceros y unos forman la memoria de las computadoras.
Investigadores de la Universidad de California, Berkeley y Ruhr-Universität Bochum RUB han dado un paso hacia esta visión. Demostraron que la tomografía de sonda atómica se puede utilizar para leer una disposición espacial compleja de iones metálicos en multivariantes metal-orgánicosmarcos.
Los marcos metal-orgánicos MOF son redes porosas cristalinas de nodos de múltiples metales unidos entre sí por unidades orgánicas para formar una estructura bien definida. Para codificar información utilizando una secuencia de metales, es esencial poder leer primero elarreglo de metal. Sin embargo, leer el arreglo fue extremadamente desafiante. Recientemente, el interés en caracterizar secuencias de metales está creciendo debido a la extensa información que tales estructuras multivariantes podrían ofrecer.
Fundamentalmente, no existía un método para leer la secuencia de metales en los MOF. En el estudio actual, el equipo de investigación lo ha hecho con éxito mediante el uso de tomografía con sonda atómica APT, en la que el científico de materiales de Bochum, Tong Li, es un expertoLos investigadores eligieron como objeto de interés MOF-74, elaborado por el grupo Yaghi en 2005. Diseñaron los MOF con combinaciones mixtas de cobalto, cadmio, plomo y manganeso, y luego descifraron su estructura espacial utilizando APT.
Li, profesor y jefe del grupo de investigación de Caracterización a escala atómica en el Instituto de Materiales de RUB, describe el método junto con el Dr. Zhe Ji y el profesor Omar Yaghi de UC Berkeley en la revista ciencia , publicado en línea el 7 de agosto de 2020.
Tan sofisticado como la biología
En el futuro, los MOF podrían formar la base de moléculas químicas programables: por ejemplo, un MOF podría programarse para introducir un ingrediente farmacéutico activo en el cuerpo para atacar las células infectadas y luego descomponer el ingrediente activo en sustancias inofensivas una vez que estéya no es necesario. O los MOF podrían programarse para liberar diferentes medicamentos en diferentes momentos.
"Esto es muy poderoso, porque básicamente estás codificando el comportamiento de las moléculas que salen de los poros", dijo Yaghi.
También podrían usarse para capturar CO 2 y, al mismo tiempo, convierte el CO 2 en una materia prima útil para la industria química.
"A largo plazo, tales estructuras con secuencias atómicas programadas pueden cambiar por completo nuestra forma de pensar sobre la síntesis de materiales", escriben los autores. "El mundo sintético podría alcanzar un nivel completamente nuevo de precisión y sofisticación que antes estaba reservado parabiología."
El trabajo fue apoyado por el Centro de Excelencia para Nanomateriales y Aplicaciones de Energía Limpia en la Ciudad Rey Abdulaziz para la Ciencia y la Tecnología.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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