Estructura química de nanocápsulas moleculares. Crédito:Instituto de Tecnología de Tokio
Michito Yoshizawa, Zhiou Li, y colaboradores del Instituto de Tecnología de Tokio sintetizaron cápsulas moleculares del tamaño de ~ 1 nanómetro con una cavidad aislada utilizando iones de zinc y cobre verdes y económicos. En marcado contraste con las cápsulas y jaulas moleculares anteriores compuestas de iones de metales preciosos como el paladio y el platino, estas nanocápsulas emiten fluorescencia azul con una eficiencia del 80%.
Las nanocápsulas moleculares tienen aplicaciones potenciales como compuestos y materiales fotofuncionales, pero hasta ahora las cápsulas moleculares sintetizadas mediante la incorporación de iones de paladio, etc., presentan una fluorescencia escasa.
Los investigadores de Tokyo Tech esperan poder preparar compuestos de fluorescencia multicolor mediante la simple inserción de moléculas fluorescentes apropiadas en la cavidad aislada de las nanocápsulas.
Propiedades fluorescentes de la cápsula de cobre. Crédito:Instituto de Tecnología de Tokio
La fluorescencia tiene aplicaciones muy extendidas, ayudar a los investigadores a comprender los problemas de las ciencias fundamentales y desarrollar materiales y dispositivos prácticos. Entre los compuestos fluorescentes útiles en desarrollo, arquitecturas moleculares en forma de cápsula, que poseen fuertes propiedades fluorescentes y una cavidad de tamaño nanométrico, son particularmente prometedoras.
Las jaulas y cápsulas moleculares se pueden preparar mediante un proceso sintético simple llamado autoensamblaje coordinativo. Sin embargo, la mayoría de ellos están compuestos por iones de metales preciosos como paladio y platino, y no son emisores debido al enfriamiento por los metales pesados.
Ahora, Michito Yoshizawa, Zhiou Li, y compañeros de trabajo del Laboratorio de Recursos Químicos del Instituto de Tecnología de Tokio informan sobre nuevas nanocápsulas moleculares con la composición M2L4 (donde M representa zinc, cobre, platino, paladio, níquel, cobalto, y manganeso). Sus cápsulas de zinc y cobre, en particular, mostrar propiedades fluorescentes únicas.
Las cápsulas M2L4 se autoensamblan a partir de dos iones metálicos y cuatro ligandos doblados que incluyen fluoróforos de antraceno (partes fluorescentes). El análisis cristalográfico de rayos X verificó las estructuras de la cáscara cerrada donde las grandes cavidades interiores de las cápsulas, alrededor de un nanómetro de diámetro, están protegidos por ocho paneles de antraceno.
La cápsula de zinc emitió una fuerte fluorescencia azul con un alto rendimiento cuántico (80%), en marcado contraste con las cápsulas de níquel y manganeso de emisión débil y el paladio no emisivo, platino, y cápsulas de cobalto. La fluorescencia de la cápsula de cobre, por otra parte, depende del solvente; por ejemplo, muestra emisión azul en dimetilsulfóxido pero no emisión en acetonitrilo.
Este estudio es el primero en mostrar estas propiedades emisoras de cápsulas moleculares que llevan una gran cavidad aislada. Los investigadores creen que sus nanocápsulas podrían tener aplicaciones novedosas en dispositivos como quimiosensores, sondas biológicas, y diodos emisores de luz.
