Nuevos materiales multifuncionales con posibles aplicaciones en optoelectrónica

Los materiales multifuncionales son aquellos que integran dos o más propiedades complementarias entre sí, con el fin de proveer ventajas que permitan desarrollar un sinfín de aplicaciones. Actualmente, estos materiales están siendo utilizados en muchos sectores de la vida cotidiana (energía, transporte, embalaje, etc.).

Los Polímeros de Coordinación (PCs) son compuestos químicos que se forman por interacción de un centro metálico y un ligando orgánico. La infinidad de posibles combinaciones con estos bloques de construcción ha permitido desarrollar un amplio espectro de nuevos materiales con propiedades fascinantes y tecnológicamente relevantes, cuyo estudio se ha incrementado considerablemente en los últimos años.

Algunos de estos PCs ya son comercializados por empresas del sector químico, como BASF, gracias a su porosidad (capacidad de absorción y/o captura de distintos tipos de gases) y propiedades eléctricas.

Aquí es donde entran en juego los PCs basados en cadenas cobre-yodo (Cu-I), ya que, además de ser eléctricamente atrayentes, presentan interesantes propiedades luminiscentes.

Investigadores de: a) la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), b) el Centro de Física de la Materia Condensada (IFIMAC), c) la institución Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), d) el Institute of Advanced Materials and Processes (ZMP), e) el Instituto de Ciencia de Materiales (CSIC), f) la Universitat de València (UV) y g) la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU); se centran en el estudio de varios Polímeros de Coordinación Monodimensionales de cobre en estado de oxidación (I) con derivados del ácido isonicotínico. Estos materiales exhiben propiedades fluorescentes y podrían ser útiles en la fabricación y el desarrollo de dispositivos electrónicos emisores de luz (Diodos - LED).

Importantes implicaciones en múltiples áreas de investigación

“Para entender la importancia de este tema, sólo es necesario mencionar que Alfred Werner recibió el ‘Premio Nobel de Química’ por su Teoría de la Química de Coordinación en 1913 y que el pasado 7 de octubre de 2014, los japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura fueron distinguidos con el ‘Premio Nobel de Física’ por inventar estos dispositivos emisores de luz”, explica Pilar Amo, co-autora del trabajo.

“Estos materiales tienen, además, otro aspecto relevante: su fácil síntesis, que se realiza en un solo paso y a 25ºC. Los compuestos sintetizados ostentan enormes similitudes en su estructura (cambia un grupo metilo por un etilo). Sin embargo, una leve modificación produce grandes variaciones en sus propiedades luminiscentes”, comenta, de nuevo, la Dra. Amo.

Estos ejemplos indican que los Polímeros de Coordinación basados en cadenas dobles de Cu-I podrían ser interesantes en el desarrollo de nuevos materiales multifuncionales optoelectrónicos con importantes implicaciones en áreas como la Física, la Química, la Ciencia de Materiales y, especialmente, la Nanotecnología.

Estos compuestos también tienen la posibilidad de auto-ensamblarse al ADN gracias a la capacidad de reconocimiento molecular que muestran los ligandos orgánicos que constituyen sus cadenas.

Esta investigación ha sido publicada en la revista científica Chemistry: A European Journal, de carácter internacional y cuyo índice de impacto el pasado año 2015 fue de 5.731. Esto la convierte en una excelente plataforma para aumentar la visibilidad de la química.

Este estudio se ha llevado a cabo gracias al soporte financiero del Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), la Eusko Jaurlaritza y la Generalitat Valenciana.

Asimismo, agradecemos al Centro de Computación Científica de la Universidad Autónoma de Madrid (CCC-UAM) su tiempo y disponibilidad.

_____________________

Referencia bibliográfica:

Khaled Hassanein, Javier Conesa, Salomé Delgado, Óscar Castillo, Samia Benmansour, José I. Martínez, Gonzalo Abellán, Carlos J. Gómez, Félix Zamora & Pilar Amo: “Electrical Conductivity and Strong Luminescence in Copper Iodide Double Chains with Isonicotinato Derivatives”. Chemistry: A European Journal. 2015, 21, 17282-17292. DOI: 10.1002/chem.201502131

Imagen: Estructuras de los Polímeros de Coordinación obtenidos en este trabajo con propiedades luminiscentes y eléctricas