Vols estar al dia? Subscriu-te al nostre newsletter. 1 E-mail cada 2 Mesos!

Esquema gràfic de l'estratègia de Química de Tall.

Barcelona, 20 de gener del 2022

. En la recerca de nous materials amb excel·lents propietats per a aplicacions específiques, s’han desenvolupat al llarg dels anys estratègies de síntesi que han permès un control cada cop més precís del procés i, en conseqüència, del resultat. A la química reticular s'utilitzen blocs de construcció moleculars específicament dissenyats per crear noves estructures cristal·lines poroses, les propietats de les quals estan fortament relacionades amb la disposició periòdica d'aquests components bàsics. Aquests materials anomenats reticulars inclouen les estructures metal·lo-orgàniques (MOF), les estructures covalents-orgàniques (COF) i els políedres metal·lo-orgànics (MOP).

Un equip de recerca de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), de l’ Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i de la Instal·lació de Llum de Sincrotró ALBA (Barcelona) – coordinat pel Prof. ICREA Daniel Maspoch i el Dr. Inhar Imaz, respectivament cap de grup i investigador sènior del Grup de Nanoquímica i Materials Supramoleculars de l'ICN2— ha portat més enllà l'aproximació al disseny d'estructures emprat a la química reticular, proposant una nova estratègia de síntesi. En el que han anomenat “Clip-off Chemistry”, és a dir “Química de Tall”, es generen nous materials o molècules trencant selectivament alguns enllaços de materials reticulars coneguts.

En un article publicat recentment a Angewandte Chemie, aquests científics i científiques han demostrat la validesa de la seva aproximació, modificant MOFs tridimensionals o MOPs zero-dimensionals mitjançant la ruptura –en lloc de la formació– d'enllaços de la seva arquitectura. Atès que només s'escindeixen els enllaços seleccionats, les estructures resultants presenten una nova topologia i propietats diferents, alhora que conserven la seva dimensionalitat original. Tot i això, perquè aquesta tècnica funcioni, el material reticular precursor ha de tenir grups alquens (que són grups funcionals que contenen un o més enllaços dobles carboni-carboni) escindibles situats en posicions específiques de la seva estructura.

La determinació estructural dels compostos abans i després de l’escissió selectiva dels enllaços és essencial per provar la nova estratègia de Química de Tall. Els experiments van realitzar-se a la línia de llum XALOC del Sincrotró ALBA, mitjançant mètodes cristal·logràfics directes. Aquesta línia de llum, encara que principalment està enfocada a resoldre estructures de macromolècules biològiques, està demostrant ser també una excel·lent eina per caracteritzar nous nanomaterials a partir de tècniques de química supramolecular.

Utilitzant per primera vegada la Química de Tall, els autors d'aquest treball van sintetitzar noves estructures moleculars, partint d'altres ja existents. Per realitzar aquestes síntesis, es van introduir químicament grups alquens escindibles als materials precursors. A la pràctica, es van substituir alguns dels enllaçadors originals per altres de mida i geometria similars que contenien els grups desitjats, és a dir, els enllaços trencables. Després d'un tractament adequat, aquests enllaços es divideixen i el que queda és una estructura reticular formada únicament pels circuits de connexions que no incloïen els grups escindibles (vegeu l'esquema gràfic).

Per tant, es proporciona a la comunitat científica una poderosa eina per crear nous materials i molècules. L'aplicació d'aquesta tècnica a diverses estructures pot conduir a l'enginyeria d'una plètora de nous blocs i estructures moleculars.

Aquesta recerca s'ha dut a terme en el marc del projecte CLIPOFF-CHEM, finançat per una ERC Advanced Grant de la Comissió Europea (acord de subvenció núm. 101019003).

Enllaç a la notícia original: https://icn2.cat/en/news/4789-clip-off-chemistry-a-powerful-novel-strategy-for-synthesising-new-materials

Referència: Yunhui Yang, Anna Broto-Ribas, Borja Ortín-Rubio, Inhar Imaz, Felipe Gándara, Arnau Carné-Sánchez, Vincent Guillerm, Sergio Jurado, Félix Busqué, Judith Juanhuix, Daniel Maspoch, Clip-off Chemistry: Synthesis by Programmed Disassembly of Reticular Materials. Angewandte Chemie, November 2021. DOI: 10.1002/anie.202111228

Amb la col·laboració de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia. El Sincrotró ALBA forma part de la xarxa d'Unitats de Cultura Científica i de la Innovació (UCC+i) de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia (FECYT) i ha rebut suport a través del projecte FCT-20-15798.