Un grupo de investigadores dirigido por científicos del Centro RIKEN de Ciencias de la Materia Emergente y la Universidad de Tokio ha creado un material inusual, un cristal blando hecho de moléculas conocidas como catenanos, que se comporta de una manera novedosa que podría serutilizado en aplicaciones como películas que capturan moléculas de dióxido de carbono. La investigación se publicó en Naturaleza .
Un catenano es un tipo de molécula en la que dos o más anillos se entrelazan, como los anillos que usan los magos en sus trucos, y pueden deslizarse uno junto al otro, creando cambios conformacionales que pueden dar a los materiales propiedades interesantes. Este tipo de moléculas se encuentranen la naturaleza, donde a menudo actúan como máquinas moleculares. Hasta ahora, se han creado cadenas de catenanos, conocidos como policatenanos, pero los científicos nunca han explorado cristales tridimensionales compuestos por estas moléculas.
El grupo se dispuso a explorar esto y creó un nuevo material cultivando cristales de catenanos e iones de cobalto en un solvente. Al controlar cuidadosamente la disposición de las moléculas de catenano a través de la formación de enlaces de coordinación con los iones de cobalto, pensaron que podrían sercapaz de crear una red tridimensional que consta casi exclusivamente de catenanes, que trabajan juntos para crear funciones novedosas.
Luego, los investigadores utilizaron difracción de rayos X de monocristal para examinar la estructura del cristal blando.
Si bien los investigadores estaban esencialmente explorando qué tipos de propiedades podrían tener dichos materiales, se sorprendieron por los resultados del análisis. Primero, de acuerdo con sus expectativas, encontraron que, en peso, los catenanos constituían más del 90 por ciento de losCuriosamente, encontraron que era poroso, con orificios que podían adsorber moléculas de disolvente o gaseosas, y que la forma de los poros cambiaba a medida que las moléculas invitadas entraban o salían de la estructura.
Además, utilizando una técnica de nano-indentación para estudiar las propiedades mecánicas, encontraron que el material se deforma fácilmente cuando se presiona mecánicamente, y que su módulo de Young, un índice de la facilidad con la que se deforma, es comparable a esede polipropileno, un plástico utilizado en materiales de embalaje y otros usos, y que, sorprendentemente, volvió a su forma original, sin daños, al eliminar la fuerza. Además, cuando intentaron comprimirlo, encontraron que comprimía másen una dirección específica, y pudieron explicar su naturaleza deformable al mostrar que, en realidad, los anillos de las moléculas de catenano se deslizaban, lo que permitía que el material se comprimiera.
Según Hiroshi Sato, quien dirigió la investigación, "Creemos que estos resultados podrían conducir a la creación de materiales porosos innovadores que pueden adsorber y desorber moléculas de gas como el dióxido de carbono simplemente pellizcándolas y soltándolas con los dedos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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