Dos mundos, un material
Polímeros con columna vertebral metálica
Hasta ahora estaba claro: se puede tener un metal o un plástico, pero no los dos en uno. Sin embargo, las cosas no tienen por qué seguir así. Un equipo de investigadores chinos publica en la revista Angewandte Chemie un polímero con una espina dorsal metálica que es conductor, térmicamente estable y posee interesantes propiedades optoelectrónicas.
© Wiley-VCH
Debido a las diferentes estructuras electrónicas de los átomos metálicos y no metálicos, es difícil conferir a los polímeros las propiedades de los metales, como una elevada conductividad térmica y eléctrica. Los polímeros con una espina dorsal metálica podrían combinar las ventajas de ambos tipos de materiales y abrir vías a materiales con una funcionalidad novedosa. El problema radica en la debilidad de los enlaces entre los átomos metálicos, que no pueden estabilizar una espina dorsal polimérica en la misma medida que los átomos no metálicos de los polímeros convencionales. Un equipo dirigido por Guowei Wang y Huisheng Peng ha logrado sintetizar un polímero estable con una columna vertebral formada por átomos de níquel.
El equipo de la Universidad de Fudan y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China Oriental (Shanghai, China) utilizó una molécula en forma de cáliz (calixareno) con cuatro sitios de unión como "andamio" para el polímero metálico. Unieron cuatro cadenas de poli(aminopiridina) a los calixarenos, lo que agrupa las cuatro cadenas y las alinea en paralelo. La síntesis de las cadenas puede realizarse paso a paso a partir de bloques de construcción individuales o pueden unirse varios bloques mayores. Mediante un procedimiento sintético iterativo en el que los grupos protectores y las tapas de los extremos se unen y luego se eliminan, el equipo es capaz de producir cadenas de igual longitud. A continuación llevan a cabo la metalización. Los átomos de nitrógeno de las moléculas de la cadena pueden unirse al níquel. Su distancia entre sí coincide exactamente con la distancia de los enlaces metal-metal, lo que hace que los átomos de níquel se unan formando una sola línea. Las cuatro cadenas de poli(aminopiridina) envuelven la cadena de níquel formando una hélice, como muestra el análisis de la estructura de rayos X, y la estabilizan. De este modo, el equipo pudo sintetizar polímeros con una espina dorsal de níquel y una longitud controlada con precisión. Produjeron versiones con entre tres y 21 átomos de níquel. Curiosamente, la distancia entre los átomos de níquel disminuye a medida que aumenta la longitud de la cadena, lo que refuerza los enlaces Ni-Ni.
Los nuevos materiales pueden conducir la electricidad, son térmicamente estables y pueden procesarse en solución. Demuestran una fuerte absorción de la luz en función de la longitud con brechas de banda estrechas, lo que resulta prometedor para dispositivos optoelectrónicos y semiconductores. La nueva estrategia sintética podría ampliarse a otros metales de transición, como el cobre y el cobalto.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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