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(Noticias de Nanowerk) La modificación química de los nanotubos de carbono de pared simple es un paso crucial para explotar sus propiedades. Ya sea la modificación covalente o la funcionalización supramolecular de su superficie ha dado lugar a productos de nanotubos que encuentran aplicaciones en sensores ópticos y electrónicos, por ejemplo.
Otras modificaciones, como el entrelazado mecánico de nanotubos de carbono con moléculas (MINT), permiten diseñar productos interesantes con una estabilidad similar a la de los nanotubos modificados covalentemente, conservando la estructura natural de los tubos.
Algunas aplicaciones prometedoras de STEM se pueden encontrar en polímeros de refuerzo, catalizadores sin metales o qubits.
![Encapsulación de nanotubos de carbono en una molécula cíclica basada en paladio](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id61119_1.jpg)
Ahora, un grupo de investigadores liderado por Emilio M. Pérez (Grupo de Química de Materiales de Baja Dimensionalidad en IMDEA Nanociencia) y Eduardo Peris (INAM en la Universitat Jaume I) han dado un paso importante en la síntesis de STEMs mediante la preparación de un complejo de coordinación (Edición internacional de Angewandte Chemie«Nanotubos de carbono de pared simple encapsulados dentro de metalaciclos»).
Un complejo de coordinación supramolecular es un producto químico con ligandos orgánicos unidos a átomos metálicos a través de enlaces coordinados. En comparación con los MINT construidos a partir de ensamblajes puramente orgánicos, los complejos de coordinación pueden introducir una nueva dimensión en el MINT resultante debido a la presencia de un metal. El centro metálico puede mejorar las propiedades fotoelectroquímicas de los STEM y ayudar a expandir sus aplicaciones.
Además, las interacciones metal-ligando son uno de los medios más poderosos para ensamblar moléculas entrelazadas mecánicamente.
![Modelo de energía minimizada y representación esquemática del enclavamiento mecánico de nanotubos de carbono con moléculas](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id61119_2.jpg)
Para intentar la fabricación de STEM complejos de coordinación, los investigadores seleccionaron una colección de bloques de construcción moleculares que conducirían a metalo-macrociclos. Descubrieron que la formación de MINT con metalaciclos basados en paladio es muy sensible a la complementariedad de tamaño entre la cavidad del macrociclo y el diámetro del nanotubo de carbono.
Pero cuando el ajuste es correcto, las reacciones se transfieren con éxito al mismo producto a través de estrategias de «recorte» y «enhebrado». Esto significa que estos metalo-STEM se pueden fabricar formando metalaciclos por autoensamblaje alrededor de la superficie del nanotubo de carbono («recorte») o encapsulando el nanotubo de carbono en la cavidad del metalaciclo preformado («roscado») «) .
Los resultados ilustran cómo se puede utilizar el control direccional de las geometrías de coordinación para fabricar estructuras autoensambladas más allá del nivel molecular. «Creemos que nuestro trabajo abre un nuevo campo de oportunidades para STEM», dice el Prof. Pérez.
Este trabajo es una colaboración entre investigadores del Instituto de Materiales Avanzados de la Universitat Jaume I, la Universidad Complutense de Madrid y el Instituto de Estudios Avanzados en Nanociencia de Madrid y ha sido cofinanciado por el Premio Centro de Excelencia Severo Ochoa a IMDEA Nanociencia. La publicación está dedicada a Sir J. Fraser Stoddart con motivo de su 80 cumpleaños. La publicación ha sido aceptada en la colección Hot Topic: Carbon, Graphite and Graphene de quimica APLICADA Editores por su importancia en un campo en rápida evolución y de gran interés actual.
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