¿Una molécula con pies? El ditioantraceno
Escrito por Quimitube el 28 noviembre
En esta entrada vamos a hablar de una molécula que presenta una propiedad un tanto peculiar: el 9,10-ditioantraceno, en ocasiones abreviado como DTA. Se trata, como su nombre indica, de un derivado del compuesto aromático antraceno. El antraceno es un hidrocarburo formado por la condensación de tres anillos aromáticos (tipo benceno) en forma lineal, por lo que su estructura, y la numeración propuesta para sus átomos, es la siguiente:
Así, el 9,10-ditioantraceno es un compuesto que presenta dos grupos –SH (grupos tiol) en los carbonos 9 y 10 del antraceno, es decir:
Pues bien, esta molécula presenta una peculiaridad muy simpática, y es que los dos grupos tiol funcionan como unos pies que le permiten “andar” sobre una superficie de cobre caliente. En contacto con dicha superficie de cobre, la molécula sufre una serie de torsiones periódicas que la hacen avanzar con los tioles como puntos de apoyo, por lo que la apariencia de este movimiento es similar al andar del ser humano con dos tioles como piernas y el resto de la molécula como cuerpo. La molécula se mueve de tal manera que solamente uno de los enlaces está levantado; el otro enlace dirige el movimiento de la molécula y mantiene su curso en la superficie, alternándose ambos para que el DTA camine en línea recta sin necesidad de surcos ni carriles.
Según un estudio realizado conjuntamente por la Universidad de California y la Universidad de Kansas en el año 2005, “Unidirectional adsorbate motion on a high-symmetry surface: walking molecules can stay the course”1, la molécula dio unos 10.000 nanopasitos sin ninguna asistencia externa y en línea recta, sin que tampoco existiesen guías que encaminaran su avance sobre la superficie de cobre caliente. Si bien puede parecer una propiedad simplemente simpática o curiosa, los investigadores que realizaron el estudio sugieren que dicha propiedad podría ser interesante en el desarrollo de computadoras moleculares mediante el diseño expreso de moléculas que puedan realizar tareas o funcionar como nanoábacos sin necesidad de que se usen guías o surcos de tamaño molecular en la superficie por la que se desplazan. Un nanoábaco permitiría codificar números en un chip por la posición de una serie de moléculas a lo largo de una línea. Quién sabe si este tipo de descubrimientos, que en principio pueden parecernos meramente anecdóticos, abren la puerta a la fabricación de chips miles de veces más compactos que los actuales gracias al movimiento dirigido, y no al azar, de ciertas moléculas dispuestas sobre su superficie.
El estudio se llevó a cabo utilizando un microscopio de efecto túnel y cálculos teóricos mediante DFT (teoría del funcional de la densidad, de la que hablaremos en una entrada posterior).
- Kwon, KY; Wong, KL; Pawin, G; Bartels, L; Stolbov, S; Rahman, TS (2005). «Unidirectional adsorbate motion on a high-symmetry surface: «walking» molecules can stay the course». Physical review letters 95 (16): 166101. Bibcode 2005PhRvL..95p6101K. doi:10.1103/PhysRevLett.95.166101. PMID 16241817. https://dx.doi.org/10.1103%2FPhysRevLett.95.166101
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Bitacoras.com, 10 Años Antes
Wow genial! De verdad muy buenos los aportes que hacen en esta pagina, lo mantienen a uno bastante actualizado sobre las investigaciones quimicas que se llevan a cabo dia a dia y cada vez con mas frecuencia y exito. Lastima que no hay videos sobre este fenomeno, estaria muy bueno si pueden conseguir uno que lo suban!
Marcos Mongi, 10 Años Antes
Sería interesante experimentar qué sucede con los tres anillos bencénicos condensados, si los tioles de los carbonos 9 y 10 son sustituidos parcial o totalmente por dos grupos funcionales de características distintas o cercanas. Evidentemente, el hecho de que esta molécula se desplace en placas calientes de cobre, implica que a lo mejor no lo haría en otras superficies de otros materiales.
Roquelo, 10 Años Antes
Muy buena observación, Roquelo. Investigaré si esos u otros científicos han seguido experimentando con estos fenómenos con otras superficies o sustituyendo los hidrógenos de los tioles u otras variantes. Un saludo.
QuimiTube, 10 Años Antes