Traducido por Julio Batista
Original de Mike McRae para o Alerta científica
Si los químicos construyéramos automóviles, construirían una fábrica con piezas de automóviles, quemarían y destruirían las cinco partes que ahora marcan vagamente los automóviles.
Cuando se trata de piezas de automóviles del tamaño de un átomo, es un proceso perfectamente razonable. Sin embargo, los químicos están buscando formas de reducir los desechos y hacer que las reacciones sean mucho más precisas.
Un gran avance en ingeniería química, con investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela, España, la Universidad de Ratisbona, Alemania, e IBM Research Europe, obligando a una sola molécula a sufrir una serie de transformaciones con un pequeño pulso de voltaje M.
Por lo general, los químicos obtienen precisión sobre las reacciones ajustando parámetros como el pH, agregando o eliminando donantes de protones disponibles para administrar cómo las moléculas pueden compartir o intercambiar electrones para formar sus enlaces.
«Por esta razón, no tanto, las condiciones de reacción se alteran hasta tal punto que los mecanismos básicos que gobiernan la selectividad generalmente siguen siendo esquivos». observamos a los investigadores en su informe, publicado en una revista La ciencia.
En otras palabras, la complejidad de las fuerzas en acción que empujan y empujan una molécula orgánica grande puede dificultar la obtención de una medida precisa de lo que sucede en cada enlace.
A un equipo se le ocurre una sustancia llamada 5,6,11,12-tetraclorotetraceno (con la fórmula C18H8Cl4), una molécula a base de carbono que parece una fila de cuatro celdas de panal inclinadas por cuatro átomos de cloro flotantes como famintas abelhas.
Al colocar una capa delgada de material sobre una pieza de cobre frío con incrustaciones de sal, los investigadores sofocaron las «abelhas» de cloro, dejando un puñado de átomos de carbono excitados mientras mantenían los electrones desapareados en una variedad de estructuras relacionadas. .
Dos de estos electrones en algunas de las estructuras se volverán a conectar fácilmente, reconfigurando la forma general de cada molécula. El segundo par también estaba interesado en emparejarse no solo entre sí, sino también con cualquier otro electrón disponible que pudiera zumbar en su camino.
Normalmente, esta estructura inestable tendría una vida útil corta, por lo que los electrones restantes también se unirían en pares. Pero los investigadores encontraron que este sistema en particular no era común.
Con un ligero aumento en el voltaje de una «varilla corta» del tamaño de un átomo, mostrarán que podríamos forzar a una sola molécula a conectar ese segundo par de electrones de tal manera que cuatro celdas serían impulsadas a potencia no lo que es conocido como alquino doblado.
Sacudido un poco menos vigorosamente, estos electrones se unen de una manera diferente, distorsionando la estructura de una manera completamente diferente, no el llamado anillo de ciclobutadieno.
Cada producto fue reformado a su estado original con un pulso de electrones, para luego volver a sus configuraciones en un eye-picker.
Al obligar a una sola molécula a torcerse en diferentes formas, o isómeros, utilizando voltajes y corrientes precisos, los investigadores pueden obtener información sobre el comportamiento de sus electrones y la estabilidad y las configuraciones preferidas de los compuestos orgánicos.
Por lo tanto, sería posible reducir la búsqueda de catalizadores capaces de hacer que muchas moléculas reaccionen a gran escala en una dirección, haciendo que la reacción sea más específica.
estudios previos Usaremos métodos similares. para visualizar la reconfiguración de moléculas individuales y incluso manipulé pasos individuales de una reacción química. Ahora estamos construyendo nuevos métodos para ajustar las ligaduras apropiadas de moléculas para formar isómeros que normalmente no serían tan simples de configurar.
Investigaciones como esta hacen poco para hacer que la química sea más precisa, ya que proporciona a los ingenieros nuevas herramientas para construir máquinas a nanoescala, deformando estructuras de carbono en formas exóticas que no serían posibles con la química ordinaria.
Esta investigación fue publicada en la revista La ciencia.