Saturno es el segundo planeta más grande de nuestro sistema solar y tiene un anillo característico. Los investigadores japoneses han sintetizado ahora un "nano-Saturno" molecular. Como informan los científicos en la revista Angewandte Chemie , consta de un fullereno esférico C60 como planeta y un macrociclo plano formado por seis unidades de antraceno como anillo. La estructura se confirma mediante análisis espectroscópicos y de rayos X.

Los sistemas nano-Saturno con una molécula esférica y un anillo macrocíclico han sido un motivo estructural fascinante para los investigadores. El anillo debe tener un rígido, forma circular, y debe sostener la esfera molecular firmemente en su medio. Los fullerenos son candidatos ideales para la nanoesfera. Están formados por átomos de carbono enlazados en una red de anillos que forman una esfera hueca. El fullereno más famoso, C ₆₀ , consta de 60 átomos de carbono dispuestos en anillos de 5 y 6 miembros como los parches de cuero de un balón de fútbol clásico. Los electrones en sus dobles enlaces, conoce como los electrones π, están en una especie de "nube de electrones, "capaz de moverse libremente y tener interacciones de unión con otras moléculas, como un macrociclo que también tiene una "nube" de electrones π. Las atractivas interacciones entre las nubes de electrones permiten que los fullerenos se alojen en las cavidades de tales macrociclos.

Se ha sintetizado previamente una serie de tales complejos. Debido a las posiciones de las nubes de electrones alrededor de los macrociclos, Anteriormente solo era posible hacer anillos que rodearan el fullereno como un cinturón o una llanta. El anillo alrededor de Saturno sin embargo, no es como un "cinturón" o un "neumático, "Es un disco muy plano. Los investigadores que trabajan en el Instituto de Tecnología de Tokio y la Universidad de Ciencias de Okayama (Japón) querían imitarlo correctamente a nanoescala.

Su éxito resultó de un tipo diferente de unión entre el "nanoplaneta" y su "nano-anillo". En lugar de utilizar la atracción entre las nubes de electrones π del fullereno y el macrociclo, El equipo que trabaja con Shinji Toyota utilizó las interacciones débiles y atractivas entre la nube de electrones π del fullereno y los no electrones π de los grupos carbono-hidrógeno del macrociclo.

Para construir su "anillo de Saturno, "los investigadores optaron por utilizar unidades de antraceno, moléculas formadas por tres anillos de carbono aromáticos de seis miembros unidos a lo largo de sus bordes. Vincularon seis de estas unidades en un macrociclo cuya cavidad tenía el tamaño y la forma perfectos para una C ₆₀ fullereno. Dieciocho átomos de hidrógeno del macrociclo se proyectan en el medio de la cavidad. En total, sus interacciones con el fullereno son suficientes para dar suficiente estabilidad al complejo, como se muestra en simulaciones por computadora. Mediante el uso de análisis de rayos X y espectroscopia de RMN, el equipo pudo probar experimentalmente que habían producido complejos en forma de Saturno.