Nueva Técnica de Autoensamblaje Molecular

Investigadores de la University of Pennsylvania y de la University of Sheffield informan en la revista Science sobre la creación de moléculas en forma de árbol que son capaces de ensamblarse por sí mismas, formando bloques de construcción estructuados de manera precisa de un cuarto de millón de átomos.

Tales bloques podrían ser los precursores de futuras formas de diseñar nanoestructuras para electrónica molecular o materiales fotónicos, los cuales «conducen» la luz de la misma manera que los chips lo hacen con los electrones.

Nueva Técnica de Autoensamblaje MolecularVirgil Percec y sus colaboradores han desarrollado un modelo que imita lo que ocurre durante el autoensamblaje de las células biológicas. Es la primera vez que se obtienen estructuras supramoleculares a tan gran escala, que se autoensamblan para dar lugar a sistemas tan excepcionalmente grandes y complejos.

El objetivo de la ciencia fotónica es controlar la luz de la misma manera que la electrónica controla y usa los electrones. Un cristal fotónico que funcionase tendría que tener el tamaño aproximado de la longitud de onda de la luz, del orden de cientos o miles de nanómetros, y a pesar de todo estar estructurado de forma precisa para que interactuase con la luz de manera predecible. Las técnicas de Percec y sus colegas ayudarán a los químicos a diseñar materiales que se autoensamblen y que se aproximen al tamaño fotónico.

Los investigadores empiezan con moléculas orgánicas parecidas a árboles, llamadas dendrones, cada una de las cuales tiene un aspecto cónico. Doce de los dendrones se autoensamblan en esferas de 8.500 átomos. Una vez ensambladas, estas esferas se convierten en un «cristal líquido», un material que fluye como un líquido pero que tiene las mismas propiedades de un sólido cristalino.

Bajo las condiciones adecuadas, las moléculas de cristal líquido se «empaquetan» por sí solas formando patrones muy regulares y repetitivos, algo así como un enrejado. Una estructura común de este tipo se parece a varias capas de pelotas de golf bien dispuestas en una caja. Sin embargo, las esferas creadas por Percec y su equipo no forman estructuras comunes sino que dan lugar a formaciones complejas.

Se obtienen así objetos extremadamente grandes, con propiedades particulares. El «bloque de construcción» que se repite, o unidad celular, comprende 30 esferas, más de 250.000 átomos, y ocupa un volumen rectangular de casi 20 por 10 nanómetros. Como comparación, el virus del resfriado común tiene diámetros de unos 25 nanómetros.

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