Investigadores de la Universidad de Jacobs desarrollan un nuevo método de medición en electrónica molecular
Los resultados de su trabajo de investigación recientemente publicado fueron seleccionados como «Hot Paper» por los editores de la reconocida revista Applied Chemistry (Angewandte Chemie), fundada en 1887. La revista clasifica el tema como altamente relevante en un campo de investigación en rápida evolución. .
En la electrónica molecular, las moléculas individuales se estiran entre dos electrodos para formar un elemento conductor de electricidad en el que luego se mide la conductividad molecular. Aunque el método que subyace a este fenómeno, la microscopía de efecto túnel, recibió el Premio Nobel hace más de treinta años, sigue existiendo una gran limitación: para acceder a la conductividad molecular, las moléculas a medir tenían que estar fijadas de forma permanente a electrodos de oro inorgánico, normalmente vía azufre. puentes
“Modificamos los dos electrodos de tal manera que no solo pudimos determinar la conductividad molecular de una sola molécula. Más bien, ahora podemos intercambiar los compuestos a voluntad para medir sucesivamente las conductividades de muchas moléculas diferentes”, dijo el profesor de química de la Universidad de Jacobs, Werner Nau. Su grupo de investigación se dedica al desarrollo de nuevos métodos fisicoquímicos y compuestos híbridos avanzados para las ciencias de la vida y de los materiales.
En la nueva configuración de medición electrónica, ambos electrodos se modifican con receptores macrocíclicos orgánicos (ver imagen) para que las moléculas de soluto puedan unirse a la unión y también separarse. Esto es comparable a las conexiones de enchufe en la ingeniería eléctrica. Permiten el intercambio de elementos eléctricos, por ejemplo para sustituir componentes defectuosos o incorporar aquellos con propiedades diferentes. “En otras palabras, logramos introducir conectores eléctricos a nivel de moléculas individuales. Ahora usamos enlaces supramoleculares en lugar de enlaces covalentes en el sitio conductor. Esto permite mediciones y efectos dinámicos completamente nuevos”, dijo Suhang He, uno de los autores principales de la publicación e investigador postdoctoral en la Universidad de Jacobs. La ventaja adicional de este enfoque es que se pueden estudiar moléculas nativas no modificadas, por lo que ya no es necesaria la introducción invasiva de grupos de azufre.
En su primer estudio, el equipo germano-chino aplica las conexiones eléctricas supramoleculares recién descubiertas en la biodetección, entre otras cosas, para detectar compuestos biológicamente relevantes como la camptotecina, un fármaco utilizado en la quimioterapia. Al medir el cambio en la conductividad eléctrica, por ejemplo, pudo mostrar cómo se protonan y desprotonan moléculas de fármacos individuales en nuevas uniones eléctricas. En física e ingeniería, el nuevo método de electrónica molecular tiene potencial para aplicaciones informáticas moleculares avanzadas. De hecho, muestra cómo las diferentes propiedades de los conductores moleculares pueden medirse y probarse rápidamente.
