La figura (A) proporciona una ilustración esquemática de la síntesis de cadenas organometálicas (MOC) y su relajación estructural en un sustrato de cobre. El compuesto 1, 5-dibromo-2, El 6-dimetilnaftaleno (DBDMN) que se deposita se somete a un proceso de desbromación para formar cadenas organometálicas (MOC) unidimensionales (1D). El recocido a temperatura ambiente provoca una reordenación de la estructura molecular. Las figuras (B) y (C) son las imágenes obtenidas por microscopía de fuerza atómica sin contacto que muestran la estructura molecular en condiciones de tensión y relajación. [Crédito:ANGEWANDTE CHEMIE]
Científicos de la Universidad Nacional de Singapur han demostrado un reordenamiento estructural inducido por tensión de cadenas moleculares metalorgánicas unidimensionales (1D) para su uso potencial en la fabricación de nanoestructuras funcionales.
La síntesis de materiales funcionales a nivel molecular se puede utilizar potencialmente para desarrollar nanoestructuras para aplicaciones que requieren propiedades electrónicas y magnéticas especialmente diseñadas. Por lo general, esto se logra mediante el uso de transformaciones químicas activadas térmicamente o por foto. El uso de deformaciones mecánicas para desencadenar transformaciones químicas proporciona una nueva forma de fabricar nanoestructuras con propiedades únicas.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Lu Jiong del Departamento de Química, NUS ha demostrado que la tensión creada entre las cadenas organometálicas (MOC) unidimensionales (1D) y su sustrato subyacente puede desencadenar transformaciones isoméricas que pueden dar como resultado una nueva estructura molecular. En transformaciones isoméricas, los átomos de la molécula se reorganizan, produciendo una molécula estructuralmente diferente pero con los mismos átomos. Al crear condiciones de deformación adecuadas en el material, las transformaciones isoméricas resultantes se pueden usar potencialmente para fabricar nanoestructuras funcionales.
Un compuesto diseñado racionalmente, conocido como 1, 5-dibromo-2, El 6-dimetilnaftaleno (DBDMN) fue sintetizado por el grupo del profesor Wu Jishan del Departamento de Química, NUS. El equipo del profesor Lu depositó este compuesto sobre una superficie de cobre catalíticamente activa para formar MOC 1D (Figura A). Cuando se somete a tratamiento térmico y enfriamiento en condiciones ambientales para reducir la tensión en el material, el equipo descubrió que los MOC se sometieron a reordenamientos isoméricos esqueléticos. La estructura de los MOC a resolución submolecular antes y después de la transformación se capturó utilizando microscopía de fuerza atómica sin contacto (Figuras B y C). Las imágenes muestran que durante el proceso de transformación, los enlaces C-H se vuelven químicamente activos con reordenamientos de los enlaces de coordinación.
Los resultados experimentales del equipo junto con los cálculos teóricos realizados por el grupo del profesor Pavel Jelínek del Instituto de Física, Academia Checa de Ciencias, La República Checa muestra que la reducción de la tensión interna inducida por el sustrato en los MOC es el factor clave que está causando el reordenamiento molecular en el material.
El profesor Lu dijo:"Prevemos que nuestros hallazgos sobre el reordenamiento estructural inducido por tensión en sistemas de materiales unidimensionales enriquecerán la caja de herramientas disponible para la síntesis en la superficie de nuevos materiales funcionales y nanoestructuras cuánticas".
