Únete á nosa canle de Whatsapp
A ciencia galega volve á primeira plana. Unha investigación encabezada por unha colaboración internacional, na que participou un equipo do Centro de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da Universidade de Santiago de Compostela (USC), acaba de ser portada da prestixiosa revista Science, un dos principais escaparates da ciencia a nivel mundial. O estudo demostra que se pode controlar a formación de enlaces entre os átomos dunha molécula mediante pulsos eléctricos, propiciando cambios selectivos na estrutura molecular. “O que conseguimos foi cambiar e controlar a forma na que os átomos están conectados dentro dunha molécula. É un pequeno avance, pero ten o seu impacto. Moitos científicos estaban intentando conseguilo”, explica dende o CiQUS Diego Peña, coautor do estudo.
Máis en detalle, nas moléculas, os átomos están unidos mediante enlaces formando unha estrutura tridimensional de tamaño nanométrico. Moléculas co mesmo número e tipo de átomos poden presentar os seus enlaces de diferentes formas. É dicir, poden ter diferente conectividade entre os seus átomos. Estes compostos denomínanse isómeros estruturais e achegan unha variabilidade extraordinaria ao mundo molecular. Agora, os científicos atoparon un método que permite transformar un isómero estrutural noutro, reconectando os seus enlaces a vontade en función dun estímulo externo. Para conseguilo, aplicaron distintas voltaxes coa punta dun microscopio de sonda de varrido (STM) sobre unha molécula formada por catro aneis de carbono, inducindo cambios moi precisos na estrutura destes aneis.
Un primeiro paso
“Para os químicos, poder controlar a demanda como ensamblamos os átomos é como un soño. O que acabamos de conseguir é un primeiro paso, non significa que xa poidamos facelo como queremos. Pero con estes resultados demostramos que cun estímulo externo, graduando a amplitude deses pulsos eléctricos, estamos máis preto”, continúa explicando Peña. “A novidade é que agora podémolo facer con moléculas individuais. Isto funciona como un lego. Ti colles as pezas e conéctalas coas mans. Os átomos son demasiado pequenos, pero con esta técnica, co uso do STM, podemos conseguilo”, apunta o investigador, tamén catedrático da USC. El mesmo indica, ademais, que os resultados deste estudo non serían posibles sen a colaboración internacional que hai detrás, con investigadores do IBM Research, da King Abdullah University of Science and Technology e da Universität Regensburg.
O estudo supón un avance para o desenvolvemendo de “sofisticadas máquinas moleculares”
Ademais, esta investigación supón un avance para o desenvolvemento de “sofisticadas máquinas moleculares“. É dicir, moléculas que poden levar a cabo unha determinada tarefa en resposta a un estímulo externo. Sen ir máis lonxe, o noso propio corpo alberga un gran número de máquinas moleculares con funcións tan vitais como a replicación do ADN. Non obstante, deseñar máquinas artificiais e sintetizalas no laboratorio é unha tarefa moi complexa, valedora do Premio Nobel de 2016 a Jean Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart e Ben L. Feringa. A posibilidade de crear e romper enlaces dentro dunha molécula individual supón un control deliberado sobre a súa estrutura o que, á súa vez, constitúe a base das máquinas moleculares.
“Ata agora as máquinas moleculares artificiais baseábanse principalmente en inducir cambios na distribución espacial dos átomos mediante estímulos externos. Ao engadir control sobre a conectividade entre os átomos, podemos abordar a fabricación de deseños máis complexos”, explica Peña. O seu equipo traballa ao abeiro dun proxecto europeo centrado na manipulación de moléculas individuais (MolDAM-ERC SyG). Os investigadores prevén seguir avanzando sobre este coñecemento, e entre os seus próximos pasos contemplan a posibilidade de que as reaccións estean desencadeadas mediante luz ou transferindo electróns entre as distintas partes da mesma molécula, en vez de facelo mediante a punta dun microscopio STM.
