10.08.2020 - Ruhr-Universität Bochum (RUB)

Materiales sintéticos programables

En el futuro, los MOF podrían formar la base de las moléculas químicas programables

En el ADN, la información se almacena en la secuencia de bloques químicos de construcción; en las computadoras, la información consiste en secuencias de ceros y unos. Los investigadores quieren transferir este concepto a las moléculas artificiales.

Las moléculas artificiales podrían un día formar la unidad de información de un nuevo tipo de computadora o ser la base de sustancias programables. La información se codificaría en la disposición espacial de los átomos individuales, de manera similar a como la secuencia de pares de bases determina el contenido de información del ADN, o las secuencias de ceros y unos forman la memoria de las computadoras. Los investigadores de la Universidad de California en Berkeley y de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) han dado un paso hacia esta visión. Demostraron que la tomografía de sonda atómica puede utilizarse para leer una compleja disposición espacial de iones metálicos en marcos metálicos-orgánicos multivariantes (MOF).

El profesor Tong Li, jefe del grupo de investigación de Caracterización a Escala Atómica del Instituto de Materiales de RUB, describe el método junto con el Dr. Zhe Ji y el profesor Omar Yaghi de Berkeley en la revista "Science", publicada en línea el 7 de agosto de 2020.

Descodificando las secuencias metálicas

Los MOF son redes cristalinas y porosas de nodos multimetálicos unidos entre sí por unidades orgánicas para formar una estructura bien definida. Para codificar la información utilizando una secuencia de metales, es esencial ser capaz de leer primero la disposición de los metales. Sin embargo, la lectura de la disposición fue extremadamente difícil. Recientemente, el interés en caracterizar las secuencias de metales está creciendo debido a la extensa información que tales estructuras multivariantes serían capaces de ofrecer.

Fundamentalmente, no había ningún método para leer la secuencia de metales en los MOF. En el estudio actual, el equipo de investigación lo ha hecho con éxito utilizando la tomografía de sonda atómica (APT), en la que es experto el científico de materiales con sede en Bochum, Tong Li. Los investigadores eligieron el MOF-74, fabricado por el grupo Yaghi en 2005, como objeto de interés. Diseñaron los MOF con combinaciones mixtas de cobalto, cadmio, plomo y manganeso, y luego descifraron su estructura espacial utilizando la APT.

Tan sofisticado como la biología

En el futuro, los MOF podrían constituir la base de moléculas químicas programables: por ejemplo, un MOF podría programarse para introducir un ingrediente farmacéutico activo en el cuerpo para atacar las células infectadas y luego descomponer el ingrediente activo en sustancias inofensivas una vez que ya no se necesite. También podrían utilizarse para capturar CO2 y, al mismo tiempo, convertir el CO2 en una materia prima útil para la industria química.

"A largo plazo, tales estructuras con secuencias atómicas programadas pueden cambiar completamente nuestra forma de pensar sobre la síntesis de materiales", dicen los autores. "El mundo sintético podría alcanzar un nuevo nivel de precisión y sofisticación que antes estaba reservado a la biología".

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.

Ruhr-Universität Bochum (RUB)

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