Estructura cristalina de dos de los cuatro cationes radicales sintetizados en el estudio. El núcleo (oxima) se estabiliza con una estructura en forma de anillo (NHC), y el resto de la molécula muestra la facilidad de expansión. La estructura molecular se confirmó mediante experimentos de difracción de rayos X de cristal único. Crédito:Instituto de Ciencias Básicas
Mientras que en la mayoría de las moléculas, cada electrón encuentra un compañero con el que emparejarse, algunos electrones en moléculas de radicales se dejan solos y sin aparear. Esta configuración otorga a los radicales algunas propiedades inusuales e interesantes, que desaparecen tan pronto como los radicales reaccionan o interactúan con otras moléculas. Ha sido difícil generar radicales relativamente estables, porque reaccionan y cambian en un abrir y cerrar de ojos, pero investigadores del Centro de Autoensamblaje y Complejidad, dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS, Corea del Sur) logró sintetizar cuatro nuevos tipos de radicales estabilizados.
A diferencia de otras moléculas, algunos radicales tienen giros alineados, que les confiere propiedades ferromagnéticas, lo que significa que pueden ser atraídos por un campo magnético. Debido a estas peculiares propiedades, Es probable que los radicales encuentren aplicaciones en varios campos, como pilas recargables, espintrónica molecular, y magnetismo molecular.
Los científicos del IBS desarrollaron una estrategia para estabilizar los radicales de oxima, utilizando carbenos N-heterocíclicos (NHC), ya que estos últimos pueden compartir sus electrones para estabilizar los electrones no apareados de los radicales. Este resultado es particularmente interesante ya que se sabe que los radicales orgánicos son muy difíciles de sintetizar porque son más inestables que los radicales que contienen metales.
Las estructuras de los radicales se confirmaron mediante análisis de difracción de rayos X de cristal único en el Laboratorio del Acelerador de Pohang y sus propiedades se verificaron mediante resonancia paramagnética de electrones. Los resultados experimentales concordaron bien con la teoría funcional de la densidad.
El mismo grupo de investigación también ha estabilizado recientemente radicales de triazenilo y los ha utilizado como materiales de cátodo para baterías recargables de iones de litio. En el futuro, los investigadores están asumiendo el desafío de producir sustancias químicas más radicales que aún no se han sintetizado.
