Un equip internacional de químics i físics, liderat pels científics Eugenio Coronado i Guillermo Mínguez Espallargas (Institut de Ciència Molecular de la Universitat de València), ha aconseguit preparar materials anàlegs al grafè des d'una aproximació molecular. Es tracta dels MUV-1, materials robusts de gran versatilitat química i capaces d'incorporar diferents propietats físiques, com ara el magnetisme.
Els resultats de la recerca han sigut publicats en la revista Nature Chemistry. En aquest treball es dissenyen materials bidimensionals metall-orgànics –els MUV-1 (Materials Universitat de València)– a partir d'una aproximació molecular. A diferència del que ocorre amb el grafè i amb altres materials bidimensionals, aquesta nova aproximació permet modificar a voluntat les propietats de la superfície, variant-la per exemple d'hidròfoba a hidròfila, i incorporar propietats físiques, com ara el magnetisme, que són difícils d'introduir.
L'estudi obri les portes a la integració i aplicació d'aquests materials en diferents àrees tecnològiques, com la nanoelectrònica i la espintrònica, o al desenvolupament de sensors moleculars ultrasensibles, capaços de reconèixer i detectar selectivament determinades molècules.
Des del descobriment del grafè –primer material bidimensional format per una capa d'àtoms de carboni–, s'han preparat nombrosos materials bidimensionals inorgànics. Un dels problemes dels esmentats materials és que no permeten modificar les seues propietats mitjançant l'ancoratge de molècules en la seua superfície, la qual cosa impedeix incorporar noves propietats o millorar la seua processabilitat. D'altra banda, l'estudi del magnetisme en els materials bidimensionals de naturalesa inorgànica fins avui coneguts constitueix un repte científic, ja que tots aquets són químicament inestables en condicions ambientals.
La nova aproximació molecular als materials bidimensionals que l'equip del ICMol proposa a la comunitat científica internacional ofereix solucions a tots dos problemes. D'una banda, la possibilitat de funcionalitzar a voluntat la superfície d'aquests materials 2D permet modular fàcilment les seues propietats, fent-los per exemple hidròfobs o hidròfils. Aquesta processabilitat, sumada al fet que els MUV-1 posseeixen estabilitat mecànica i química, ha permès als investigadors construir membranes basades en aquests materials i aïllar les primeres monocapes magnètiques basades en la química de coordinació.
El grup internacional que ha desenvolupat aquesta recerca està format per científics de set institucions europees –Institut de Ciència Molecular de la Universitat de València, Institut de Tecnologia Química de la Universitat Politècnica de València, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Universitat de Manchester (Regne Unit), Institut Laue Langevin de Grenoble (França), Universitat de Lisboa (Portugal) i Universitat Tecnològica de Delft (Paises Baixos).
L'equip de la Universitat de València, que lidera el treball, el conformen Javier López Cabrelles, Samuel Mañas Valero, Guillermo Mínguez Espallargas i Eugenio Coronado.
Els resultats publicats en Nature Chemistry han repercutit ja en un ‘highlight’ de la revista Chemistry World (http://ir.uv.es/kinel5s) i un article en el blog de Nature “Behind de paper” (http://ir.uv.es/oqa9rff), entre altres articles i comentaris en publicacions científiques de referència.
Referència de l'article:
'Isoreticular two-dimensional magnetic coordination polymers prepared through pre-synthetic ligand functionalization'
Javier López-Cabrelles, Samuel Mañas-Valero, Iñigo J. Vitórica-Yrezábal, Pablo J. Bereciartua, J. Alberto Rodríguez-Velamazán, Joao C. Waerenborgh, Bruno J. C. Vieira, Dejan Davidovikj, Peter G. Steeneken, Herre S. J. van der Zant, Eugenio Coronado, Guillermo Mínguez Espallargas.
Nature Chemistry, DOI: 10.1038/s41557-018-0113-9
https://www.nature.com/articles/s41557-018-0113-9
Foto: d’esquerra a dreta i de dalt a baix, Guillermo Mínguez, Javier Lopez-Cabrelles, Samuel Mañas y Eugenio Coronado