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(noticias nanowerk) Durante años, los científicos han estado interesados en la forma en que las moléculas se mueven a través de las superficies. El proceso es crucial para numerosas aplicaciones, incluida la catálisis y la fabricación de dispositivos a nanoescala.
Utilizando experimentos de espectroscopía de neutrones llevados a cabo en el Instituto Laue-Langevin (ILL), así como modelos teóricos avanzados y simulaciones por ordenador, un equipo dirigido por Anton Tamtögl de la Universidad Tecnológica de Graz ha revelado el movimiento único de la trifenilfosfina (PPh3) moléculas sobre superficies de grafito, un comportamiento similar al de un módulo de aterrizaje lunar nanoscópico.
De hecho, PPh3 Las moléculas exhiben una forma notable de movimiento, rodando y cambiando de maneras que desafían el conocimiento previo. Este movimiento similar al del módulo de aterrizaje lunar parece verse facilitado por su geometría única y su unión de tres puntos a la superficie.
![La trifenilfosfina es una molécula importante para la síntesis de compuestos orgánicos y nanopartículas con numerosas aplicaciones industriales.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id65010_1.jpg)
El estudio fue publicado en química de la comunicación (“Movimiento molecular de un módulo de aterrizaje lunar nanoscópico a través de traslaciones y rotaciones de trifenilfosfina sobre grafito”).
«Fue un viaje apasionante profundizar en el complejo mundo del movimiento molecular en las superficies de grafito», revela Anton Tamtögl y añade: «Las mediciones y simulaciones revelaron un movimiento sofisticado y una 'danza' de las moléculas y nos dieron una comprensión más profunda del dinámica de superficies “y abrir nuevos horizontes para la ciencia de materiales y la nanotecnología”.
Los neutrones ofrecen oportunidades únicas para estudiar la estructura y la dinámica de los materiales. En un experimento típico, los neutrones dispersos de la muestra se miden en función del cambio en su dirección y energía. Debido a su baja energía, los neutrones son una excelente sonda para estudiar excitaciones de baja energía, como las rotaciones y la difusión molecular. Las mediciones de espectroscopía de neutrones se realizaron en ILL Instruments IN5 (espectrómetro TOF) e IN11 (espectrómetro de eco de espín de neutrones).
«Es sorprendente ver cómo los potentes espectrómetros del ILL nos permiten seguir la dinámica de estos fascinantes sistemas moleculares, incluso cuando el tamaño de la muestra es pequeño», dice el científico del ILL Peter Fouquet, explicando que «los haces de neutrones no afectan a estas delicadas muestras, destruyen y enable.”una comparación perfecta con las simulaciones por ordenador.”
El estudio muestra que la PPh3 Las moléculas interactúan con la superficie del grafito de una manera que les permite moverse con barreras de energía sorprendentemente bajas. El movimiento se caracteriza por rotaciones y traslaciones (movimientos de salto) de las moléculas. Mientras que las rotaciones y los movimientos intramoleculares dominan hasta aproximadamente 300 K, entre 350 y 500 K las moléculas siguen un movimiento de salto traslacional adicional a través de la superficie.
Comprender los mecanismos detallados del movimiento molecular a nanoescala abre nuevas vías para producir materiales avanzados con propiedades personalizadas. Aparte del interés fundamental, el movimiento del PPh3 y compuestos relacionados en superficies de grafito es de gran importancia para las aplicaciones.
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