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(Noticias de Nanowerk) Científicos del Departamento de Ciencias de los Materiales de la Universidad de Tsukuba desarrollaron un nuevo método para producir monocristales micrométricos en forma de recipientes huecos (Ciencias, «Ensamblaje síncrono de microvasos monocristalinos esqueléticos quirales»). Al dejar caer una solución de etanol sobre un sustrato de cuarzo, las moléculas pueden organizarse espontáneamente en la forma correcta. Esta investigación podría allanar el camino para un nuevo conjunto de experimentos en los que los procesos químicos pueden quedar atrapados en estos recipientes microscópicos.
Colocar un elegante cuenco de cristal en un lugar destacado de tu casa puede causar una impresión positiva en tus invitados. Pero una hazaña aún más impresionante sería la capacidad de crear un recipiente como un solo cristal microscópico. Aunque se sabe que algunos organismos diminutos muestran este tipo de experiencia, hacer que estos nanocontenedores sean reproducibles puede ser un desafío para los científicos, ya que el crecimiento descontrolado puede conducir a productos finales deformes.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Tsukuba ha informado sobre un nuevo método para fabricar de forma reproducible cristales huecos en forma de recipiente que tienen un tamaño uniforme y se montan con el lado abierto hacia arriba en un sustrato. Los cristales se cultivaron a partir de moléculas que tenían un núcleo de paraciclofano y cuatro brazos de (metoxifenil)etinilo, denominados (S)-CP4, o su molécula de imagen especular (R)-CPP4. Para preparar los jarrones, una solución calentada de (S)-CPP4 se goteó suavemente sobre un sustrato de cuarzo en condiciones ambientales. A medida que la solución se enfriaba, las moléculas comenzaron a cristalizar espontáneamente. «Con este método, pudimos lograr un crecimiento sincrónico, uniaxial y gradual de monocristales de tamaño micrométrico», dice el autor principal, el profesor Yohei Yamamoto.
El equipo utilizó cristalografía de rayos X y microscopía electrónica de barrido para estudiar las estructuras resultantes. Las paredes laterales de los vasos crecieron hacia afuera con simetría hexagonal, dejando una cavidad en las facetas. El tamaño de las paredes laterales era casi constante con un grosor de solo 500 nanómetros. Los investigadores también mostraron cómo las fuertes interacciones intermoleculares imparten resistencia mecánica al recipiente. Se pueden fabricar muchos recipientes de cristal a la vez y se pueden crear una variedad de formas. Por ejemplo, el crecimiento excesivo de los bordes o del cuerpo da como resultado formas de «flor» o «joya», respectivamente.
«Los cristales huecos con morfologías intrincadas y bordes y facetas cristalinos bien desarrollados pueden resultar muy útiles como pequeños recipientes», afirma el profesor Yamamoto. Como prueba de concepto, el equipo fundió una pequeña muestra en un frasco de cristal y descubrió que el líquido resultante permanecía dentro. En base a esto, podríamos ver un nuevo tipo de equipo de laboratorio a microescala capaz de realizar reacciones con cantidades extremadamente pequeñas de productos químicos.
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