INVESTIGACIÓN INTERNACIONAL DEL CiQUS

Novedoso hallazgo químico en estructuras moleculares

Un equipo internacional del que forman parte investigadores del Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS), perteneciente a la Universidad de Santiago de Compostela, aportó un interesante avance dentro de este campo.

Foto: Pexels

El equipo de especialistas explicó los detalles de la investigación en un artículo en la revista Science. Definen a las moléculas como estructuras microscópicas cuya composición incluye átomos de uno o varios elementos enlazados entre sí. El material conformado por moléculas no solo depende del tipo de átomos que componen a la molécula, sino también de la estructura que estos átomos esbozan al unirse entre ellos. 

Para aquellas que cuentan con el mismo tipo y número de átomos es posible presentarse con distintas estructuras, de modo semejante a cómo tenemos la capacidad de crear dos Legos diferentes haciendo uso de las mismas piezas. Así, con cuatro átomos de carbono y 10 de hidrógeno se puede crear una molécula de butano u otra de 2-metilpropano. Dos compuestos con características divergentes.

El equipo logró manipular los enlaces entre los átomos de una molécula a fin de lograr modificar la estructura de ésta. Hasta ahora, para realizar cambios en las estructuras de las moléculas se necesitaba en primer lugar, introducir nuevos átomos y moléculas en la ecuación para que generarán una interacción con las moléculas a cambiar.

En una sector diferente pero en el mismo número de Science, Igor Alabugin y Chaowei Hu recurren también a la utilización de la metáfora del Lego para así describir el proceso actual: “Todo este asunto es como meter los bloques de Lego dentro de una lavadora y esperar que trillones de moléculas acaben ensamblándose al final con la forma del producto esperado”.

«Desde el siglo XIX los químicos buscamos transformar la conectividad entre los átomos en las moléculas para así lograr obtener nuevas funcionalidades” explica el investigador del CiQUS y coautor del estudio, Diego Peña. “La primicia es que ahora podremos hacerlo de forma extremadamente precisa y sobre moléculas individuales, como si contáramos con pinzas nanométricas del tamaño de las moléculas”.

La clave del método que este equipo internacional desarrolló, está en los microscopios utilizados. Los sonda de barrido (STM, por Scanning tunneling microscope) son uno de los microscopios con la potencia más alta desarrollada hasta el momento, capaces de capturar imágenes a escala atómica. En el equipo participó, además del CiQUS, IBM, empresa responsable hace 40 años del desarrollo de esta tecnología.

Están basados en un principio distinto a los microscopios ópticos, en cuanto a la interacción entre los átomos a observar y la punta del microscopio. Con esta misma punta, el equipo colocó distintos tipos de voltajes eléctricos a los átomos que integraban la molécula hasta que éstos se desplazaban, alterando así a los enlaces químicos entre parejas de átomos y transformando la estructura de la molécula observada.

Estos microscopios ya fueron utilizados en otras oportunidades con el fin de manipular átomos, pero jamás fue posible el modificar los enlaces de moléculas orgánicas hasta ahora. Eso sí, debe mencionarse que el número de experimentos efectuados en las cuatro décadas de desarrollo de estos equipos ha arrojado una gran cantidad de peculiares resultados.

+Datos:
Tal y como señalaban Alabugin y Huen en su artículo, este nuevo procedimiento para modificar moléculas es diferente al que se emplea en la actualidad. La principal aplicación consta de la creación de máquinas moleculares capaces de realizar funciones sencillas en respuesta a un estímulo externo.

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