Sintetizan un polímero orgánico plano análogo al grafeno

Dibujo20170215 STM characterization of a single-layer CAP on a Au surface nchem 2696_F1

El grafeno es el material plano más popular, pero hay otros. Se publica en Nature Chemistry el llamado grafeno orgánico, el primer material plano formado por un polímero aromático conjugado (2D-CAP), en concreto por monómeros tetrabromopoliaromáticos. Su grosor es de solo un nanómetro y presenta poros con un diámetro de ∼0,6 nm. Además se pueden apilar varias capas para formar un 2D-CAP multicapa análogo al grafeno multicapa.

El artículo es Wei Liu, Xin Luo, …, Kian Ping Loh, “A two-dimensional conjugated aromatic polymer via C–C coupling reaction,” Nature Chemistry (16 Jan 2017), doi: 10.1038/nchem.2696. Nos lo cuentan Maryam Ebrahimi, Federico Rosei, “Materials science: Organic analogues of graphene,” Nature (15 Feb 2017), doi: 10.1038/nature21503.

Esta entrada participa en la LXII edición del Carnaval de Química, alojada en el blog ‘Huele a Química‘ de @hueleaquimica. El protagonista de esta edición es el samario (Sm), el elemento número 62 de la tabla periódica, y el sexto elemento de la serie de los Lantánidos.

Dibujo20170215 formation of bottom C10-C10 connections and top no C3-C10 connections nchem 2696_F4

El nuevo material 2D-CAP se ha sintetizado por polimerización en estado sólido de un cristal molecular. El resultado es una estructura multicapa de la que hay que extraer una monocapa por exfoliación mecánica. Un método que recuerda a la exfoliación de grafeno a partir de grafito usando cintas adhesivas de Geim y Novoselov. Futuros avances en las técnicas de síntesis inspiradas en la tecnología del grafeno deberían permitir la fabricación directa de las monocapas de 2D-CAP. Y por cierto, la técnica de síntesis usada podrá ser aplicada a otros polímeros que también podrían dar lugar a materiales planos.

Dibujo20170215 2d-cap material nchem 2696_F2

Por desgracia, las propiedades electrónicas y optoelectrónicas del nuevo material no han sido caracterizadas en el nuevo artículo en Nature Chemistry. Como en el grafeno, los electrones π son los responsables de su conducción eléctrica y térmica, pero la propia asimetría de la red polimérica sugiere que este material tendrá un band gap, siendo un semiconductor (recuerda que el grafeno no tiene band gap y es un semimetal). Por supuesto, a priori, esto es una ventaja en el desarrollo de aplicaciones electrónicas y optoelectrónicas, como transistores orgánicos, células fotovoltaicas y sensores.


8 Comentarios

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benjaminbenjamin

Francis

¿Cual es el metodo o los metodos mas prometedores para fabricar moleculas de diseño (farmacos, etc etc) en masa? Ej el lego molecular

benjaminbenjamin

si me refiero a poder hacer farmacos atomo por atomo o por lo menos con los componenetes moleculares mas pequeños (de unos pocos atomos) en gran cantidad, no solo uno en el laboratorio, o cuales son los posibles metodos a futuro?

Relacionado con eso, haay alrededor de 127 millones de moleculas, cuantas mas podremos sintetizar? de hasta cierto tamaño,

Francisco R. Villatoro

Benjamin, “átomo a átomo” y “en masa” son términos contradictorios, al menos en este siglo. Hay muchas técnicas de síntesis que se usan en ingeniería química y en química industrial para sintetizar fármacos. Y cada fármaco concreto requiere una técnica específica para su desarrollo en masa.

PacoPaco

Una duda Francis.
Cuando en grafeno o en este material se habla de espesor monoatómico o similar, ¿significa por ejemplo que yo puedo tener en mi mano un folio de grafeno con ese espesor?

Francisco R. Villatoro

Paco, en principio sí, pero en la práctica es imposible. Como es muy reactivo necesita un recubrimiento protector (y ya no sería grafeno con un átomo de grosor). Además, siendo muy flexible se doblaría y se pegaría a tus dedos adaptado a su forma. Siempre que veas grafeno será sobre un soporte y recubierto por su cara visible.

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