5/23/2018 4.7.6. Nano Qu mica (Propiedades Fisicoqu micas No Convencionales de Pol...

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4.7.6. nano qumica (propiedades fisicoqumicas noconvencionales de polmeros Catenanos y Rotaxanos).

Un campo de investigacin reciente y muy interesante es el de las mquinas moleculares.Inspirndose en la mecnica biolgica, muchos han buscado formar sistemas moleculares

en movimiento para generar trabajo que promete tener muchas aplicaciones. De intersespecial para estos propsitos son un tipo de molculas llamadas catenanos y rotaxanos.

Los catenanos son estructuras formadas por la interconexin de dos o ms macrociclospara formar una especie de cadena, con cada macrociclo tomando el papel de uneslabn. Los rotaxanos son estructuras con una molcula en forma de mancuernarodeada en el centro por un macrociclo.

Los primeros catenanos y rotaxanos fueron sintetizados en la dcada de 1960, pero nofue sino hasta hace unos aos que se empezaron a considerar estas estructuras comoposibles fuentes de una aplicacin importante. Al principio, la sntesis de este tipo deestructuras era muy difcil ya que se utilizaban nicamente fuerzas intermoleculares e

interacciones cido-base para dirigir la reaccin. Sin embargo, en la actualidad ya noexisten ese tipo de impedimentos ya que se han diseado mtodos de sntesis queincorporan metales de transicin para dirigir la reaccin.

Uno de los metales ms empleados para esto es el cobre en estado de oxidacin (I). Lasestrategias ms comunes consisten en formar un complejo con fragmentos coordinantesacclicos para luego cerrar los fragmentos mediante una reaccin de sustitucin u otro tipode reaccin. El centro metlico puede ser removido posteriormente formando una salinsoluble con otro ligante para obtener el catenano libre.

La idea de producir motores moleculares con este tipo de estructuras proviene del estudio

del mecanismo de la contraccin muscular. En las clulas musculares existen arreglos enforma de fibras, con un filamento de miosina rodeado de filamentos de actina. Elmovimiento ocurre por deslizamiento de los filamentos impulsado por la hidrlisis del ATP.Haciendo una analoga con esta funcin biolgica, se han preparado estructurasmoleculares que presenten este tipo de movimiento.

Uno de los sistemas ms prometedores son los polipirroles que permiten doblar unpolmero slido en una direccin u otra dependiendo de la corriente elctrica aplicada. Losrotoxanos se basan en el mecanismo de los sarcmeros del msculo, y el ciclo central nopermite que la cadena en forma de mancuerna se deslice completamente fuera delsistema. Sin embargo un mtodo qumico interesante consiste en el intercambio decentros metlicos en un catenano. Para esto es importante que los ciclos tengan varios

tomos donadores.

La promesa de esta tecnologa se ha manifestado en la industria de la computacin. Lanaturaleza mvil tanto de los rotaxanos como de los catenanos hace que se comportencomo interruptores moleculares, lo cual implica una amplia gama de aplicacionestecnolgicas. Se ha pensado en ocupar estas molculas para producir chips muypequeos, donde los rotaxanos acten como transistores. Tambin se estndesarrollando aplicaciones en las que funcionen como sistemas de almacenamiento de

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informacin para producir computadoras moleculares. De igual forma pueden ocuparsecomo sensores moleculares.

Este tipo de aplicaciones se han trabajado ampliamente en los ltimos aos y se ha hechoun gran avance, pero an es muy temprano para asegurar su efectividad y si serncapaces de cumplir las expectativas que han generado.

Referencia.

http://undad4quimica.blogspot.mx/2013/05/436-nano-quimica-propiedades.html

http://undad4quimica.blogspot.mx/2013/05/436-nano-quimica-propiedades.htmlhttp://undad4quimica.blogspot.mx/2013/05/436-nano-quimica-propiedades.htmlhttp://undad4quimica.blogspot.mx/2013/05/436-nano-quimica-propiedades.html

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