Columnas diseñadas a partir de nanografias
Varias capas de nanografías apiladas: estos elementos funcionales podrían utilizarse algún día en las células solares
El grafeno es un material de carbono que forma capas extremadamente finas. Debido a sus inusuales propiedades, resulta interesante para muchas aplicaciones técnicas. Esto también se aplica a los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que pueden considerarse recortes del grafeno. Se consideran materiales prometedores para la fotovoltaica orgánica o para los transistores de efecto de campo.
Dos nanografenos (azul) con sustituyentes voluminosos (gris) tienen cada uno un HAP (rojo) para dar una pila de colorantes cuádruple.
Wuerthner group; University of Würzburg
Las moléculas de PAH de gran tamaño y de una sola capa -a menudo denominadas nanogranos- están bien investigadas. En cambio, se sabe poco sobre los HAP organizados en pilas multicapa columnares.
El objetivo de los nanografenos multicapa
Ahora se abre una nueva vía de acceso a estos materiales: investigadores de la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) de Baviera (Alemania) presentan en la revista Nature Chemistry un sofisticado método para diseñar nanografenos multicapa definidos con precisión.
"En nuestro laboratorio hemos sintetizado un nanografeno hecho a medida y dotado de dos cavidades a ambos lados de su núcleo planar", explica el profesor Frank Würthner, director del Centro de Química de Nanosistemas de la JMU. Las cavidades se forman mediante la unión de sustituyentes voluminosos. Como resultado, el nanografeno puede albergar un máximo de dos HAP más pequeños en sus lados superior e inferior.
En sus experimentos, los químicos de Würzburg observaron que el nanografeno formaba complejos de HAP de dos y tres capas en solución. Además, el equipo pudo aislar pares de estos complejos como sólidos, es decir, como HAP de cuatro y seis capas, así como otros compuestos multicapa.
Los detalles estructurales de estos productos fueron confirmados por el cristalógrafo Dr. Kazutaka Shoyama; los estudiantes de doctorado Magnus Mahl y M.A. Niyas realizaron la síntesis, los estudios de unión supramolecular y los cálculos químicos cuánticos.
Posible aplicación en células solares
"Nuestro concepto de organización de los nanografenos multicapa debería ser aplicable al diseño de materiales orgánicos funcionales", explica el profesor Würthner. Dice que la estrategia de utilizar nanografenos multicapa para la generación de portadores de carga en células solares es prometedora.
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