En la electrónica molecular, las moléculas individuales se estiran entre dos electrodos para formar un elemento conductor de electricidad en el que luego se mide la conductividad molecular. Aunque el método subyacente para este fenómeno, la microscopía de túnel de barrido, recibió el Premio Nobel hace más de treinta años, sigue existiendo una limitación importante:para acceder a la conductividad molecular, las moléculas a medir tenían que estar unidas permanentemente a los electrodos de oro inorgánico, generalmente a través de puentes de azufre.

"Hemos modificado los dos electrodos de manera que no solo podemos determinar la conductividad molecular de una sola molécula. Más bien, ahora podemos intercambiar los compuestos a voluntad para medir las conductividades de muchas moléculas diferentes en sucesión", dijo Werner. Nau, profesor de química en la Universidad de Jacobs. Su grupo de investigación se dedica al desarrollo de nuevos métodos fisicoquímicos y compuestos híbridos avanzados para las ciencias de la vida y los materiales.

Los resultados de su trabajo de investigación publicado recientemente han sido seleccionados como "Hot Paper" por los editores de la revista Angewandte Chemie International Edition . La revista clasifica el tema como altamente relevante en un campo de investigación que cambia rápidamente.

En la nueva configuración de medición electrónica, ambos electrodos se modifican con receptores macrocíclicos orgánicos (ver imagen) para que las moléculas de soluto puedan unirse a la unión y también separarse. Esto es comparable a las conexiones de enchufe en la ingeniería eléctrica. Permiten intercambiar elementos eléctricos, por ejemplo para sustituir componentes defectuosos o incorporar aquellos con propiedades diferentes. "En pocas palabras, hemos tenido éxito en la introducción de conexiones de enchufes eléctricos a nivel de moléculas individuales. Ahora usamos enlaces supramoleculares en lugar de covalentes en el sitio de conducción. Esto permite efectos y mediciones dinámicas completamente nuevos", dijo Suhang He, uno de los principales autores de la publicación e investigador postdoctoral en la Universidad de Jacobs. La ventaja adicional de este enfoque es que se pueden estudiar moléculas nativas no modificadas, por lo que ya no es necesaria la introducción invasiva de grupos de azufre.

En su primer estudio, el equipo germano-chino está aplicando las conexiones eléctricas supramoleculares recién descubiertas en la biodetección, entre otras cosas, para detectar compuestos biológicamente relevantes como la camptotecina, un fármaco utilizado en la quimioterapia. Al medir el cambio en la conductividad eléctrica, por ejemplo, ha podido mostrar cómo las moléculas de fármacos individuales se protonan y desprotonan en las nuevas uniones eléctricas. En física e ingeniería, el nuevo método de electrónica molecular tiene potencial para aplicaciones informáticas moleculares avanzadas. Esto se debe a que muestra cómo las diferentes propiedades de los conductores moleculares pueden medirse y probarse rápidamente. + Explora más

Gran avance en la obtención de imágenes de un interruptor de una sola molécula