Representación de la Red Supramolecular Borromea obtenida por los investigadores del Politecnico di Milano. Crédito:Politecnico di Milano
La prestigiosa revista Chem ha publicado la primera mecanosíntesis de un cristal molecular con topología borromea. La investigación ha sido realizada por un equipo internacional liderado por el Prof. Pierangelo Metrangolo, Giuseppe Resnati, y Giancarlo Terraneo del Departamento de Química, Ingeniería Química y de Materiales "Giulio Natta" del Politecnico di Milano.
Los resultados obtenidos por el grupo Politecnico di Milano han demostrado que la mecanosíntesis se puede aplicar al autoensamblaje de estructuras supramoleculares multicomponentes complejas como los anillos de Borromeo, demostrando en detalle, el mecanismo de formación de esta topología compleja. Estos hallazgos abren nuevas perspectivas en el diseño de sistemas químicos complejos como la mecanosíntesis de diamantes, el desarrollo de materiales absorbentes que permitan el almacenamiento de hidrógeno para su uso en la automoción avanzada, compuestos ultraligeros para aeronáutica, y el desarrollo de nuevos fármacos.
La mecanoquímica estudia la aplicación de energía mecánica a una reacción química llevada a cabo en estado sólido, para influir en su ritmo y trayectoria. Los orígenes de la mecanoquímica se remontan a la Edad de Piedra, donde el uso de mortero y maja para la preparación de alimentos o tintes representó un proceso para inducir transformaciones químicas por fuerzas mecánicas.
Desde un punto de vista medioambiental, los procesos mecanoquímicos son particularmente sostenibles ya que, teniendo lugar en estado sólido, no utilizan disolventes tóxicos o inflamables. Por esta razón, su uso se está extendiendo ampliamente en numerosos sectores industriales de química verde e ingeniería sostenible, incluidos los productos farmacéuticos, química de polímeros, y compuestos.
Síntesis en estado sólido de un cristal molecular con topología borromea. Crédito:Chem
A pesar de esto, los mecanismos por los cuales la energía mecánica contribuye a la ruptura y formación de nuevos enlaces químicos no se comprenden completamente, todavía, así como la aplicabilidad general de la mecanoquímica a diversos procesos químicos.
El nudo borromeo consiste en un nudo formado por tres anillos en los que dos anillos son paralelos entre sí y es solo el tercer anillo el que los entrelaza manteniendo los tres juntos. Simplemente cortando cualquiera de los tres anillos, el nudo borromeo se deshace.
La etimología del nombre se remonta a Federico Borromeo, cardenal y arzobispo de Milán que eligió el Nudo Borromeo como su emblema. El símbolo de la dinastía borromea son los tres anillos entrelazados y representa la Trinidad. Los Anillos de Borromeo indican 'fuerza en la unidad'. Este símbolo también ha sido adoptado por otras culturas en varias épocas, incluidos los escoceses y los vikingos.
Desde un punto de vista matemático, la topología borromea es una de las más complejas y fascinantes.
