Cerdanyola del Vallès, 12 de mayo de 2021. Investigadores del grupo QBIS-CAT de la Universitat de Girona (UdG), del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) y del Instituto de Química Orgánica I de la Universidad de Ulm han desarrollado, con el apoyo del Sincrotrón ALBA, una metodología innovadora para sintetizar fullerenos.
Los fullerenos son especies químicas únicas. Su estructura es la de un balón de fútbol con átomos de carbono en los vértices de la pelota. Las células solares orgánicas de última generación utilizan formas específicamente funcionalizadas y atrapadas en "nanojaulas" de estos balones de fútbol moleculares como transportadores de carga. Hasta ahora, la producción de fullerenos funcionalizados con alto rendimiento ha sido muy difícil debido a la formación de un gran número de formas funcionalizadas diferentes. Por tanto, "las moléculas objetivo tienen que purificarse minuciosamente, y el hecho de que no se haga conprecisión supone un impedimento para su aplicación generalizada", explica Max von Delius, director del Instituto de Química Orgánica I de la Universidad de Ulm.
El equipo internacional de investigación, dirigido por el profesor Xavi Ribas de la Universitat de Girona y el profesor Max von Delius, ha desarrollado un método altamente selectivo para funcionalizar el fullereno C60 en la forma (trans-3 fullereno bis), buscado para las aplicaciones, con una especificidad de más del 90%. Además, el proceso no requiere ningún paso de purificación compleja. El nanorreactor, que tiene tres niveles de estructura y recuerda a una muñeca "matrioshka", se ha publicado en la revista Nature Chemistry.
Un experimento clave en este trabajo es la determinación de la estructura, que se realizó en la línea de luz XALOC del Sincrotrón ALBA aplicando la técnica de difracción de rayos X. Esta línea, dedicada en principio a la cristalografía macromolecular, proporciona detalles estructurales de las moléculas biológicas, pero también se puede utilizar para determinar estructuras cristalinas con dimensiones que se aproximen a las de las macromoléculas. Como en el caso de las moléculas biológicas, la posición de los átomos de estas nanojaulas se localizaron claramente a partir de los mapas de densidad de electrones. También se encontró una gran densidad de electrones en el interior de las jaulas, lo que permitió asignar varias posiciones atómicas pertenecientes a las moléculas C60 (nivel de estructura interior) y [10] CCP (nivel de estructura medio) .
La figura de la izquierda muestra el esquema de la matrioska molecular, con tres niveles de estructura: el fulereno en el interior, la CCP en medio y la nanojaula molecular por fuera. En la imagen del medio se muestran los átomos localizados en los experimentos de la línea XALOC. En la imagen de la derecha se muestra la forma trans-3 fullereno bis, que es la funcionalización deseada del fulereno C60. El reactor multicapa se basa en tres estructuras moleculares anidadas que se parecen a una pelota de fútbol (molécula de fullereno, en el interior), un hulahoop y una jaula.
Enlace a la noticia original: https://www.quimica.es/noticias/1170676/la-mueca-rusa-molecular-ayuda-a-resolver-un-problema-qumico.html
Enlace a la UdG: https://www.udg.edu/ca/udg/detall-noticies/eventid/15872
