El desarrollo de tecnologías futuras se verá favorecido en gran medida por la comprensión y la extracción de características a nivel molecular. Un grupo de investigación de la Universidad de Tsukuba ha establecido una sonda tridimensional que puede representar el cambio de una sola molécula entre dos conformaciones diferentes, inducida por una fuerza mecánica.

Este logro es particularmente alentador debido a los niveles marcadamente diferentes de conductancia de la carga eléctrica por parte de la molécula en estas diferentes conformaciones. que podría usarse en dispositivos de tamaño molecular.

Este estudio implicó la unión de moléculas individuales entre dos electrodos de silicio, creando una "unión molecular" robusta. Alterando la distancia entre estos electrodos, en otras palabras, la aplicación de diferentes niveles de fuerza mecánica a las moléculas individuales unidas entre ellas demostró que la corriente eléctrica conducida por estas moléculas cambió. Para una molécula probada, la corriente eléctrica cambió gradualmente a medida que la distancia disminuía o aumentaba, como era de esperar. Sin embargo, por otra molécula, hubo un cambio brusco en la conductancia, que se demostró que corresponde a un cambio en la conformación general de esta molécula.

"Creamos tales uniones moleculares para divinilbenceno y dietinilbenceno, "explica el autor principal Miki Nakamura de la Escuela de Graduados de Ciencias Puras y Aplicadas de la Universidad de Tsukuba". Usando nuestra sonda dinámica basada en microscopía de túnel de barrido, pudimos demostrar que la aplicación de una fuerza mecánica al primero resultó en un cambio gradual en la conductancia de la molécula. Sin embargo, para dietinilbenceno, vimos que la conductancia cambiaba drásticamente, que modelamos como un cambio de una conformación cis a una trans y viceversa ".

Este trabajo se basa en estudios anteriores que caracterizaron con éxito las propiedades específicas de moléculas individuales, como la flexibilidad, y propiedades de giro. También hubo sugerencias previas de que un cambio abrupto en el nivel de conductancia de una molécula está relacionado con su capacidad para hacer una transición rápida entre dos diferentes, conformaciones estables. Sin embargo, el equipo de Tsukuba es el primero en visualizar directamente estos cambios.

El líder del grupo, el Dr. Shigekawa, de la Facultad de Ciencias Puras y Aplicadas de la Universidad de Tsukuba, está entusiasmado con el potencial de este nuevo desarrollo. "Nuestro trabajo podría tener amplias implicaciones para la investigación básica sobre las propiedades electrónicas de las moléculas, así como para el desarrollo de máquinas moleculares, ", dice." La capacidad de combinar electrodos semiconductores de estado sólido con moléculas orgánicas en este tipo de unión aumenta el potencial de nuevos avances en la computación molecular ".