Científicos del Departamento de Ciencia de los Materiales de la Universidad de Tsukuba desarrollaron un nuevo método para producir monocristales de escala micrométrica en forma de recipientes huecos. Al arrojar una solución de etanol sobre un sustrato de cuarzo, las moléculas pueden ensamblarse espontáneamente en la forma adecuada. Esta investigación, publicada en Science , puede abrir el camino para una nueva línea de experimentos en los que los procesos químicos pueden estar contenidos dentro de estos recipientes microscópicos.

Colocar un tazón elegante hecho de cristal en un lugar visible de su casa puede causar una impresión positiva en sus invitados. Pero una hazaña aún más impresionante sería la capacidad de crear un recipiente como un solo cristal microscópico. Si bien se sabe que algunos organismos diminutos exhiben este tipo de experiencia, puede ser un desafío para los científicos fabricar estos nanocontenedores de manera reproducible, ya que el crecimiento descontrolado puede conducir a productos finales deformes.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Tsukuba ha informado sobre un nuevo procedimiento para crear de forma reproducible cristales huecos en forma de vaso que son de tamaño uniforme y están unidos a un sustrato con su lado abierto hacia arriba. Los cristales crecieron a partir de moléculas que tenían un núcleo de paraciclofano y cuatro brazos de (metoxifenil)etinilo, llamados (S)-CP4, o su molécula de imagen especular, (R)-CPP4. Para producir los jarrones, se dejó caer suavemente una solución calentada de (S)-CPP4 sobre un sustrato de cuarzo en condiciones ambientales. Cuando la solución se enfrió, las moléculas comenzaron a cristalizar espontáneamente. "Con este procedimiento, pudimos lograr un crecimiento sincrónico, uniaxial y gradual de monocristales del tamaño de un micrómetro", dice el autor principal, el profesor Yohei Yamamoto.

El equipo utilizó cristalografía de rayos X y microscopía electrónica de barrido para estudiar las estructuras resultantes. Las paredes laterales de las vasijas crecían hacia afuera con simetría hexagonal, dejando un vacío dentro de las facetas. Se encontró que el tamaño de las paredes laterales era casi constante, con un grosor de solo 500 nanómetros. Los investigadores también demostraron cómo las fuertes interacciones intermoleculares otorgan resistencia mecánica al recipiente. Se pueden fabricar muchos recipientes de cristal simultáneamente y se pueden producir una variedad de formas. Por ejemplo, el exceso de crecimiento de los bordes o del cuerpo da lugar a formas de "flor" o "joya", respectivamente.

"Los cristales huecos con morfologías intrincadas y bordes y facetas cristalinos bien desarrollados pueden ser muy útiles como pequeños contenedores", dice el profesor Yamamoto. Como prueba de concepto, el equipo fundió una pequeña muestra dentro de un recipiente de cristal y descubrió que el líquido resultante permanecía dentro. Sobre esta base, podríamos ver un nuevo tipo de equipo de laboratorio de tamaño micro, en el que se pueden realizar reacciones con cantidades extremadamente pequeñas de productos químicos. + Explora más

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