La revista NanoLetters publica un nuevo trabajo desarrollado en colaboración por tres grupos de investigación en España (link is external): el equipo integrado por Diego Peña, Enrique Guitián y Manuel Vilas en el CiQUS (Universidade de Santiago de Compostela), especializado en química orgánica; el grupo de expertos en el campo de la Microscopía de efecto Túnel (STM) liderado por José Ignacio Pascual en el nanoGUNE (San Sebastián) y Aran García-Leuke en el DIPC (San Sebastián), quien ha estado a cargo de los cálculos computacionales.

El objetivo inicial de los científicos consistía en obtener nanografenos porosos para estudiar las propiedades electrónicas de estas singulares nanoestructuras. Para ello, el equipo de químicos del CiQUS sintetizó en primer lugar un compuesto policíclico aromático decorado con dos átomos de bromo formando un ángulo de 60º entre ellos. A continuación, el grupo de físicos del nanoGUNE depositó estas moléculas sobre una superficie de oro y les aplicó el calor necesario para inducir un acoplamiento de tipo Ullmann.

Basándose en la posición relativa de los átomos de bromo, los investigadores esperaban obtener un trímero con un anillo de 18 miembros en el centro. Entretanto, el grupo del DIPC simuló las propiedades electrónicas de este nanografeno poroso. Para visualizar los productos de la reacción sobre la superficie de oro, la técnica elegida por los investigadores fue el STM de alta resolución, con puntas de CO en condiciones de ultra alto vacío y a muy baja temperatura. Se trata de una técnica extremadamente poderosa, que permite obtener resolución submolecular de los compuestos químicos estudiados.

El análisis STM confirmó la formación de nanografenos porosos sobre la superficie del oro, pero sorprendentemente reveló también una reacción inesperada en las ramificaciones del grafeno, nunca antes descrita en la literatura científica: la ciclodeshidrogenación en regiones tipo “ensenada doble” para obtener fragmentos de azuleno (estructura resultado de la fusión de un anillo de siete y otro de cinco miembros); un descubrimiento que se puede considerar como un nuevo ejemplo de serendipia, motor fundamental del conocimiento científico. Los resultados de este trabajo demuestran el potencial de combinar síntesis orgánica con STM de alta resolución para descubrir nuevas reacciones inesperadas, además de dar buen ejemplo de lo fructífera que resulta la colaboración entre químicos y físicos en el nuevo y apasionante campo de la síntesis sobre superficies.

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