Un equipo de investigadores afiliado a varias instituciones en Japón ha desarrollado una forma de crear catenanos y un nudo de trébol molecular a partir de anillos de benceno paraconectados. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su proceso y los posibles usos de sus resultados. Jeff Van Raden, y Ramesh Jasti de la Universidad de Oregon, han publicado un artículo en Perspectiva sobre el trabajo realizado por el equipo en el mismo número de la revista.

En años recientes, materiales a base de carbono como el grafeno, los fullerenos y los nanotubos de carbono han capturado la imaginación de los científicos; estos materiales tienen una amplia gama de propiedades físicas únicas que los hacen útiles para ciertas aplicaciones. Grafeno por ejemplo, es un semiconductor de espacio cero. Los científicos también han estado buscando formas en las que se pueden formar tales estructuras. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han encontrado una manera de hacer que los anillos de benceno se formen en dos tipos de catenanos, y también un nudo de trébol. Los catenanos son un tipo de arquitectura molecular con dos o más macrociclos entrelazados. Y un nudo de trébol, como sugiere su nombre, es una estructura molecular que se asemeja a un nudo con tres cruces. Al crear estas estructuras, los investigadores han agregado moléculas que están unidas mecánicamente a la lista de nanoestructuras de carbono.

Para crear sus estructuras, los investigadores se basaron en trabajos anteriores que implicaban la síntesis de anillos de benceno, pero esta vez, introdujeron una plantilla de silicio en los fragmentos contiguos de nanorings. Después de que los fragmentos se hubieran ciclado en anillos, los investigadores eliminaron el silicio, que dejó pequeños anillos entrelazados con anillos más grandes, estructuras llamadas catenanos. Usaron un proceso similar para crear el nudo de trébol, pero tenga en cuenta que fue más difícil:solo el 0,3 por ciento de los intentos funcionó según lo planeado.

Los investigadores también señalan que durante las pruebas de los nanocarbonos que habían creado, encontraron algo sorprendente:las cadenas de las estructuras se movían cuando se exponían a la resonancia magnética. Habían esperado que todas las estructuras fueran rígidas. Sugieren que la capacidad de controlar la topología de tales nanocarbonos podría conducir al desarrollo de productos que aprovechen sus configuraciones únicas.

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