¿Qué propiedades fotofísicas tiene el carbeno? Este fue el tema de la investigación llevada a cabo por científicos de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), la Universidad de Alberta, Canadá, y la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza, lo que ha llevado a una mayor comprensión de las propiedades de esta forma inusual de carbono. Sus hallazgos ahora se han publicado en la última edición de la revista. Comunicaciones de la naturaleza .

"El carbono tiene un estado muy especial en la tabla periódica de los elementos y forma la base de todas las formas de vida debido a la gran cantidad de compuestos químicos que puede formar, "explica el Prof. Dr. Dirk M. Guldi de la Cátedra de Química Física I en FAU." Los ejemplos más conocidos son el grafito tridimensional y el diamante. Sin embargo, grafeno bidimensional, Los nanotubos unidimensionales y los nanotubos de dimensión cero también abren nuevas oportunidades para las aplicaciones de la electrónica en el futuro ".

Material con propiedades extraordinarias

Carbyne es una modificación del carbono, conocido como alótropo. Está fabricado sintéticamente, comprende una cadena única y muy larga de átomos de carbono, y se considera un material con propiedades electrónicas y mecánicas extremadamente interesantes. "Sin embargo, el carbono tiene un alto nivel de reactividad en esta forma, "enfatiza el Prof. Dr. Clémence Corminboef de EPFL." Estas cadenas largas son extremadamente inestables y, por lo tanto, muy difíciles de caracterizar ".

A pesar de este hecho, el equipo de investigación internacional caracterizó con éxito las cadenas utilizando una ruta indirecta. Los científicos dirigidos por el Prof.Dr. Dirk M. Guldi en FAU, Prof. Dr. Clémence Corminboeuf, El Prof. Dr. Holger Frauenrath de EPFL y el Prof. Dr. Rik R. Tykwinski de la Universidad de Alberta cuestionaron las suposiciones existentes sobre las propiedades fotofísicas del carbino y obtuvieron nuevos conocimientos.

Durante su investigación, el equipo se centró principalmente en lo que se conoce como oligoynes. "Podemos fabricar cadenas de carbono de longitudes específicas y protegerlas de la descomposición agregando un tipo de parachoques hecho de átomos a los extremos de las cadenas. Esta clase de compuesto tiene suficiente estabilidad química y se conoce como oligoino, "explica el Prof. Dr. Holger Frauenrath de EPFL.

Usando la banda prohibida óptica

Los investigadores fabricaron específicamente dos series de oligoinos con diferentes simetrías y con hasta 24 enlaces triples y simples alternos. Usando espectroscopia, Posteriormente, siguieron los procesos de desactivación de las moléculas relevantes desde la excitación con luz hasta la relajación completa. "De este modo pudimos determinar el mecanismo detrás de todo el proceso de desactivación de los oligoinos desde un estado excitado hasta su estado inicial original y, gracias a los datos que obtuvimos, pudimos hacer una predicción sobre las propiedades del carbeno, ", concluye el Prof. Dr. Rik R. Tykwinski de la Universidad de Alberta.

Un hallazgo importante fue el hecho de que la llamada banda prohibida óptica es en realidad mucho más pequeña de lo que se suponía anteriormente. Band gap es un término del campo de la física de semiconductores y describe la conductividad eléctrica de los cristales, metales y semiconductores. "Esta es una enorme ventaja, "dice el profesor Guldi." Cuanto menor es la banda prohibida, se requiere menos energía para conducir la electricidad. "Silicio, por ejemplo, que se utiliza en microchips y células solares, Posee esta importante propiedad. Carbyne podría usarse junto con el silicio en el futuro debido a sus excelentes propiedades fotofísicas.