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  • Usando moléculas para dibujar en materiales cuánticos

    Imagen experimental de siete macrociclos en una superficie de grafito adquirida a través de un microscopio de túnel de barrido (izquierda) y un macrociclo simulado sobre una superficie de grafeno (derecha). Crédito:Chaoying Fu

    Durante milenios civilizaciones progresaron a través de la Piedra, Bronce, y Edad del Hierro. Ahora ha llegado el momento de que los materiales cuánticos cambien la forma en que vivimos, gracias en parte a la investigación realizada en el Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) y la Universidad McGill.

    Profesor Emanuele Orgiu, investigador del INRS y especialista en materiales cuánticos. Estos materiales tienen solo unos pocos átomos de espesor, pero tienen ópticas notables, magnético, y propiedades eléctricas. La investigación del profesor Orgiu se centra en la creación de patrones en la superficie de materiales cuánticos para alterar sus propiedades.

    "La forma de los dibujos ayuda a determinar las propiedades impartidas a la superficie, " el explica.

    Su trabajo tiene aplicaciones potenciales para dispositivos (opto) electrónicos como transistores y fotosensores, sino también para dispositivos biosensores.

    El experto en materiales cuánticos acaba de dar un gran paso al sintetizar macrociclos, moléculas circulares grandes, en una superficie de grafito. Este material consta de una pila de grafeno, una hoja de carbono de un solo átomo de espesor. El grafeno se considera un material cuántico.

    "Piense en los macrociclos como pequeños bloques de Lego. Es imposible construir un anillo en solución, una mezcla homogénea en la que se diluyen los bloques. Pero puedes hacerlo si los pones sobre una mesa, "dijo el profesor Orgiu, autor principal de un nuevo estudio, cuyos resultados se publicaron en línea el 18 de febrero en la revista ACS Nano .

    En breve, la investigadora postdoctoral del grupo de Orgiu, Chaoying Fu, quién es el primer autor del estudio, ha encontrado una forma de utilizar macrociclos para dibujar patrones moleculares en la superficie de un material.

    “Los macrociclos se depositan en la superficie en solución y solo quedan las moléculas una vez que el líquido se ha evaporado. Podemos predecir cómo encajarán entre sí, pero la alineación ocurre naturalmente a través de las interacciones con moléculas vecinas y la superficie, "Explica el profesor Orgiu.

    El estudio se realizó en colaboración con Dmitrii F. Perepichka, profesor en el Departamento de Química de McGill, cuya experiencia ayudó a comprender cómo ciertas moléculas podían organizarse en la superficie del grafito.

    "Este es un gran ejemplo del poder de un enfoque multidisciplinario en el que combinamos la síntesis orgánica y la ciencia de la superficie. El nivel de control que logramos sobre la forma y la estructura de las moléculas sintetizadas es bastante notable, "dice Perepichka.

    Orgiu dijo que la forma y el tamaño de los macrociclos los convertía en el candidato ideal para dibujar en la superficie del grafito.

    "La ventaja de estas moléculas son los poros grandes en su estructura. Es posible que eventualmente podamos usar nuestros macrociclos como marco y decorar los poros con biomoléculas que promoverían las propiedades biosensibles de la superficie. Este es sin duda uno de nuestros próximos pasos para proyectos futuros."


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