Los investigadores han diseñado dos tipos de bloques de construcción de tamaño nanométrico que pueden conectarse automáticamente en cubos y volver a los componentes individuales en función de la temperatura de su entorno. Este logro es otro paso hacia sistemas químicos que imitan la vida de manera más realista.
"Imagine mezclar dos líquidos, como tinta y agua. Automáticamente realizarán el simple proceso químico de dispersión hasta que estén perfectamente mezclados", dijo el profesor Shuichi Hiraoka, de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Tokio.
"Sin embargo, no existe un proceso químico para separar automáticamente el agua y la tinta; debe hervir el agua en un gas para separarla de la tinta", agregó.
Los nuevos bloques de construcción diseñados por el equipo de Hiroka pueden conectarse o mezclarse automáticamente debido a las diferentes estabilidades de temperatura de los cubos que forman.
Los dos tipos de bloques de construcción son casi idénticos y tienen forma de copos de nieve. Los investigadores los colorean de rojo o azul en diagramas esquemáticos. Un cubo ensamblado a partir de bloques rojos es estable por debajo de 130 grados Celsius 266 grados Fahrenheit, mientras que un cubo ensamblado a partir delos bloques azules son estables solo por debajo de 65 grados Celsius 149 grados Fahrenheit.
Cuando se mantienen separados, los bloques de construcción se conectan en cubos uniformes completamente rojos o completamente azules.
Cuando los dos tipos de cubos se mezclan a temperatura ambiente 25 grados Celsius, 77 grados Fahrenheit, los bloques de construcción rojo y azul se recombinan automáticamente en el tipo más estable de cubos, que están hechos de cualquier combinación de tres rojos ytres bloques azules. Esta mezcla de cubos rojo-azul es análoga a la tinta bien mezclada y al agua.
Cuando los investigadores quieren mezclar los cubos rojo-azul para reformar los cubos completamente rojos y completamente azules, realizan un simple cambio de temperatura en dos pasos. Esta capacidad representa un logro químico que no es posible con una mezcla de tinta y agua.
Primero, calientan la mezcla hasta que hierva 100 grados Celsius, 212 grados Fahrenheit. Los cubos azules se vuelven inestables y flotan como moléculas individuales, mientras que los bloques de construcción rojos se recombinan en cubos completamente rojos.
Entonces, los investigadores enfrían rápidamente la mezcla 0 grados Celsius, 32 grados Fahrenheit para que los cubos rojos permanezcan juntos mientras los bloques de construcción azules se ensamblan automáticamente en cubos completamente azules.
Los investigadores también pueden evitar que una mezcla de cubos completamente rojos y completamente azules se mezclen en los cubos mezclados rojo-azul más estables llenando los cubos con algo, por ejemplo, otras moléculas como los hidrocarburos. Las moléculas huésped bloquean efectivamente los cubos deladentro para que los bloques de construcción no puedan mezclarse con otras combinaciones de cubos más estables.
"En el futuro, planeamos desarrollar un sistema químico aún más complicado basado en cubos moleculares, utilizando la capacidad única de autoensamblaje y una variedad de fuentes de energía más allá del calor", dijo Hiraoka.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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