Imagen de microscopía de túnel de barrido (STM) de un autoensamblaje de moléculas triangulares en una superficie plateada. El patrón repetido (la mitad de un patrón se indica en amarillo) tiene un tamaño de 45 nanómetros. Cada punto corresponde a una molécula con un diámetro de ~ 1 nm. Crédito:Manuel Gruber y Torben Jasper-Tönnies
La mayoría de las unidades funcionales técnicas se construyen poco a poco de acuerdo con un plan de construcción bien diseñado. Los componentes son colocados secuencialmente por humanos o máquinas. Vida, sin embargo, se basa en un principio diferente. Comienza de abajo hacia arriba con el autoensamblaje molecular. La cristalización de azúcar o sal son ejemplos simples de procesos de autoensamblaje, donde se forman cristales casi perfectos a partir de moléculas que se mueven aleatoriamente en una solución. Para comprender mejor el crecimiento de estructuras macroscópicas a partir de moléculas, un equipo de investigación de físicos y químicos de la Universidad de Kiel ha imitado estos procesos con moléculas hechas a medida. Como se informó recientemente en la revista Angewandte Chemie fabricaron una variedad de patrones en una amplia gama de tamaños, incluidas las estructuras más grandes informadas hasta ahora.
Los investigadores depositaron moléculas triangulares (metiltrioxatriagulenio) sobre superficies de oro y plata y observaron su autoensamblaje en superestructuras de panal utilizando un microscopio de efecto túnel. Las estructuras se componen de patrones periódicos con tamaños controlables. "Nuestros patrones fabricados más grandes contienen subunidades de 3.000 moléculas cada una, que es aproximadamente 10 veces más de lo que se informó anteriormente, "dice el Dr. Manuel Gruber, físico de la Universidad de Kiel. El equipo también desarrolló un modelo de las fuerzas intermoleculares que impulsan el autoensamblaje. "La característica única de nuestros resultados es que podemos explicar, predecir e incluso controlar su tamaño, "Gruber continúa.
La comprensión detallada de las fuerzas impulsoras que controlan el tamaño de los patrones es prometedora para las aplicaciones de la nanotecnología. y en particular para la funcionalización de superficies. Se puede imaginar ajustar varias propiedades físicas como electrónica, óptica o reactividad a los gases de un material controlando el tamaño de las superestructuras en su superficie.
