Los dispositivos electrónicos son cada vez más pequeños. Las primeras computadoras llenaban habitaciones enteras. Hoy puedes sostener uno en la palma de tu mano. Ahora el campo de la electrónica molecular está llevando la miniaturización al siguiente nivel. Los investigadores están creando componentes electrónicos tan pequeños que no se pueden ver a simple vista.

La electrónica molecular es una rama de la nanotecnología que utiliza moléculas individuales, o colecciones de moléculas a nanoescala, como componentes electrónicos. El propósito es crear dispositivos informáticos en miniatura, Reemplazo de materiales a granel con bloques moleculares.

Por ejemplo, los átomos de metal se pueden convertir en 'alambres moleculares' a nanoescala. También conocido como Extended Metal Atom Chains (EMAC), Los alambres moleculares son cadenas unidimensionales de átomos de un solo metal conectados a una molécula orgánica, llamado ligando, que actúa como soporte. Los compuestos de tipo alambre molecular tienen una amplia gama de usos potenciales, desde luces LED hasta catalizadores.

Investigadores de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) han encontrado una forma sencilla de crear cables moleculares de cobre de diferentes longitudes añadiendo o eliminando átomos de cobre uno por uno. "Este es el primer ejemplo de un alambre de cobre molecular que se forma paso a paso, proceso átomo por átomo, "dice Julia Khusnutdinova, jefe de la Unidad de Coordinación Química y Catálisis de la OIST. "Nuestro método se puede comparar con la construcción de Lego en la que se agrega un ladrillo a la vez, " ella dice.

Los alambres moleculares pueden variar en longitud, con diferentes longitudes que tienen diferentes propiedades moleculares y aplicaciones prácticas. En el presente, el EMAC más largo informado en la literatura se basa en níquel y contiene 11 átomos de metal en una sola cadena lineal.

Crear alambres moleculares de diferentes longitudes es difícil porque requiere que se sintetice un ligando específico cada vez. El ligando, que puede verse como un 'aislante' por analogía con el mundo macro, ayuda a que los cables se formen juntando los átomos de metal y alineándolos en una cuerda lineal. Sin embargo, la creación de ligandos de diferentes longitudes puede ser un proceso elaborado y complicado.

Los investigadores de OIST han encontrado una nueva forma de superar este problema. "Hemos creado un único ligando dinámico que se puede utilizar para sintetizar múltiples longitudes de cadena, "dice el Dr. Orestes Rivada-Wheelaghan, primer autor del artículo. "Esto es mucho más eficiente que crear un nuevo ligando cada vez, " él dice.

En su papel publicado en Edición internacional Angewandte Chemie , los investigadores describen su nuevo método paso a paso para crear alambres moleculares de cobre. "El ligando se abre desde un extremo para dejar entrar un átomo de metal y, cuando la cadena se extiende, el ligando sufre un movimiento deslizante a lo largo de la cadena para acomodar más átomos de metal, ", dice la profesora Khusnutdinova." Esto se puede comparar a un acordeón molecular que se puede extender y acortar, ", dice Rivada-Wheelaghan. Al agregar o eliminar átomos de cobre uno a la vez de esta manera, los investigadores pueden construir cables moleculares de diferentes longitudes, variando de 1 a 4 átomos de cobre.

Este ligando dinámico ofrece una nueva forma para que los químicos sinteticen moléculas con formas y propiedades específicas, creando potencial para muchas aplicaciones prácticas en microelectrónica y más allá.

"El siguiente paso es desarrollar ligandos dinámicos que podrían usarse para crear alambres moleculares hechos de otros metales, o una combinación de diferentes metales, "dice el Dr. Rivada-Wheelaghan." Por ejemplo, insertando selectivamente átomos de cobre en los extremos de la cadena, y usando un tipo diferente de metal en el centro de la cadena, podríamos crear nuevos compuestos con interesantes propiedades electrónicas, "dice la profesora Khusnutdinova.