Un equipo de investigadores de IBM Research – Zurich, ExxonMobil Research and Engineering Company y Universidade de Santiago de Compostela tiene, por primera vez, moléculas imaginadas a medida que cambian los estados de carga. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe cómo crearon las imágenes y qué vieron.

Los científicos saben desde hace algún tiempo que las moléculas cambian cuando están cargadas, tanto en función como en estructura. Pero hasta ahora no han podido verlo en acción. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han creado imágenes de cuatro moléculas:azobenceno, pentaceno, TCNQ y porfina, ya que sufrieron cambios debido a la carga. Señalan que la carga molecular está en el corazón de muchos procesos biológicos muy importantes, como el transporte de energía y la fotoconversión, por lo tanto, observar cómo se ve cuando sucede es muy importante.

Para crear las imágenes, los investigadores colocaron una sola molécula en una película aislada de NaCl y luego utilizaron microscopía de fuerza atómica de alta resolución en un ambiente de vacío muy frío para transferir un solo electrón desde la punta de la sonda a la molécula. La formación de imágenes se llevó a cabo utilizando puntas funcionalizadas con monóxido de carbono. Se obtuvieron imágenes de cada una de las moléculas en cuatro estados:positivo, neutral, negativo y doble negativo (sumando dos electrones).

Los investigadores observaron cambios estructurales en todas las moléculas, y que cada uno fue cambiado de manera diferente a los demás. Con pentaceno, por ejemplo, el equipo vio qué áreas de la molécula se volvían más reactivas. Con TCNQ, observaron cambios en los enlaces entre los átomos de la molécula y también notaron que se movía en relación con su base. Y con porfina, observaron cambios en los tipos de enlaces y sus longitudes. También notaron que la porfina, en particular, Desempeña un papel fundamental en el procesamiento biológico:participa en el proceso de transporte de oxígeno de la hemoglobina en los organismos vivos. Ser capaz de ver qué le sucede a una molécula a medida que se carga puede ayudar a comprender mejor cómo funciona todo el proceso de transporte. El equipo sugiere además que el uso de técnicas como la obtención de imágenes de estados de carga molecular ayudará con el desarrollo de nuevos materiales y dispositivos, y mejorará nuestra comprensión de la naturaleza en general.

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