Los científicos han producido una molécula de conglomerado en 3-D basada en paladio. Primero, crearon un marco de Pd4 'en forma de mariposa', usando un compuesto de organosilicio con los sustituyentes aromáticos como plantilla y soporte para los átomos de paladio. Luego, usando otroplantilla, conectaron dos esqueletos de Pd4 en forma de mariposa, a través del cloro, en un grupo de Pd6 basado en tetraedros de borde compartido. Esta estrategia utilizando organosilicios para diseñar subnano-arquitecturas personalizadas puede permitir el diseño de una gama de materiales funcionales y catalizadores.
La miniaturización es la consigna del progreso. La nanociencia, la construcción de estructuras en la escala de unos pocos átomos, ha estado a la vanguardia de la química desde hace algún tiempo. Recientemente, investigadores de la Universidad de Tokio desarrollaron la nueva estrategia para construirlos agregados metálicos subnanosizados, construyendo pequeños grupos de metales en arquitecturas 3-D más grandes. Sus creaciones podrían tener un valor industrial real.
La nanoquímica ofrece una gama de formas clásicas de diseño, como cubos, varillas, cables e incluso "nanoflakes", todos construidos a partir de grupos de átomos. El equipo del Instituto de Ciencia Industrial IIS de Uni Tokyo construye nanohojas a partir del noble metal paladioPd. En un nuevo estudio, enhebraron estos bloques de construcción en 2-D en un diseño distintivo en 3-D.
Una forma inteligente de hacer nanohojas es usando plantillas, moléculas orgánicas que actúan como un marco para los átomos de metal. Más allá de las plantillas puramente orgánicas, el equipo de IIS utilizó un organosilicio, una molécula basada en tres átomos de silicio, para construir una curvau hoja "en forma de mariposa" de cuatro átomos de Pd. Estos metales se estabilizaron mediante la unión con anillos de benceno que cuelgan de las siliconas.
"Al observar la estructura de la molécula Pd4, vimos el potencial de unir múltiples hojas de este tipo a través de ligadores químicos", dice Kento Shimamoto, coautor del estudio en Química - Una revista europea . "Dada la plantilla correcta, razonamos, podríamos expandir la dimensionalidad de nuestro clúster de una hoja 2-D a la tercera dimensión".
Construir nanoclusters estables, incluso en 2-D, no es fácil, debido a la falta de las plantillas moleculares apropiadas que empujan a las especies metálicas a una proximidad cercana. Sin embargo, los centros metálicos se pueden unir de manera estable, manteniendo una distancia cómoda, mediante el uso de puentes de átomos como el cloro. Los grupos resultantes a menudo tienen propiedades químicas únicas como resultado de las interacciones metal-metal.
El equipo, por lo tanto, eligió una nueva plantilla de organosilicio con dos átomos de cloro que reemplazan parte de la región orgánica. La reacción de la fuente de paladio con esta nueva plantilla no produjo una lámina 2-D, sino un grupo 3-D que contenía seis átomos de Pd. Los metalesaparentemente formó un par de tetraedros de Pd4 que comparten dos átomos, unidos por el cloro, lo que obligó a los átomos de Pd a acercarse lo suficiente como para unirse entre sí.
"los subnanoclusters tridimensionales tienen un potencial real como catalizadores y materiales funcionales", dice el autor principal, Yusuke Sunada. "Pero su función depende en gran medida del control preciso de su forma. Los organosilicones están fácilmente disponibles y ofrecen una plataforma para diseñar diversas arquitecturas:- vincular múltiples grupos en moléculas más grandes - de una manera industrialmente factible "
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Industriales, Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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