Los autos moleculares se conocen desde hace algún tiempo, pero los científicos del Instituto Van 't Hoff de Ciencias Moleculares de la Universidad de Ámsterdam HIMS y la Universidad de Murcia han sintetizado moléculas que funcionan como los pedales de una bicicleta., las moléculas pueden usarse como interruptores moleculares que allanan el camino para el diseño de sistemas moleculares funcionales efectivos bajo severas restricciones espaciales.
La investigación aparecerá en la próxima edición impresa de Edición internacional Angewandte Chemie se publicará el 12 de febrero.
Las moléculas que pueden ser cambiadas por la luz para cambiar su estructura son bloques de construcción clave para la nanotecnología molecular fotorrespuesta. Una desventaja importante de muchos interruptores moleculares disponibles actualmente es que requieren un volumen libre relativamente grande para revertir entre sus dos estados estructurales. Ejemplos prototípicosson moléculas en las que se produce la isomerización de un doble enlace, como las moléculas del rotor del premio Nobel Ben Feringa. En muchas aplicaciones prácticas, por ejemplo en catálisis, suministro de medicamentos o computadoras moleculares, simplemente no hay suficiente espacio para tal movimiento a gran escalaPor lo tanto, encontrar nuevos motivos químicos que permitan cambiar utilizando solo el mínimo volumen es de gran relevancia para este campo que emerge rápidamente.
Recientemente, el Prof. José Berna, de la Universidad de Murcia, ha propuesto una nueva clase de interruptores moleculares basados en azodicarboxamida. Estos se derivan de una modificación del resto azo en azobenceno, uno de los componentes más ampliamente utilizados en la luzmateriales conmutables. Dado que los nuevos sistemas son, en contraste con los azobencenos, ya no son planos, se esperaba que exhibieran diferentes tipos de movimiento tras la irradiación con luz. Hasta ahora, sin embargo, los estudios del movimiento real que tenían lugar permanecían fuerade alcance.
Para investigar el modo exacto de funcionamiento de los interruptores moleculares basados en azodicarboxamida, el Dr. Saeed Amirjalayer de la Universidad de Amsterdam se propuso medir sus frecuencias vibratorias utilizando pulsos extremadamente cortos de luz infrarroja con una duración de menos de una billonésima parte de unsegundo. Estas frecuencias son una huella digital de la estructura molecular y, por lo tanto, ofrecen un medio directo para establecer exactamente cómo la molécula cambia su estructura después de ser activada por la luz.
Al final resultó que estos interruptores exhiben un mecanismo de conmutación que es completamente diferente en comparación con los interruptores estándar. Cuando estos últimos muestran rotación a gran escala alrededor de un enlace, las nuevas moléculas operan como el pedalier y los pedales de una bicicleta.Sin embargo, no realizan una rotación completa, sino que se mueven hacia adelante y hacia atrás. Mediante cálculos químicos cuánticos avanzados se estableció que las moléculas se vuelven planas por absorción de luz y vuelven a girar cuando regresan a su estado fundamental.
La característica sorprendente del movimiento del pedalo es que está acompañado de desplazamientos mínimos de los átomos involucrados. La molécula, por lo tanto, permanece más o menos fija en el espacio y solo necesita un volumen de conmutación mínimo. Esto ofrece oportunidades para aplicaciones donde el movimiento en el plano molecularel nivel está muy restringido, como en estado sólido, en superficies o al incrustar en polímeros.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universiteit van Amsterdam UVA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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