Un equipo gallego logra visualizarlas por primera vez después de que hace 103 años se planteasen como hipótesis, lo que da paso a la electrónica molecular
14 jul 2015 . Actualizado a las 05:00 h.Los arinos son a la química, salvando las enormes distancias que existen, el equivalente de lo que el bosón de Higgs ha sido para la física. Son moléculas cuya existencia fue propuesta por primera vez en 1902 y, desde entonces, a partir de la hipótesis teórica, se ha desarrollado una notable química de arinos que ha sido clave en la síntesis de fármacos o materiales moleculares, solo que el auténtico protagonista de todos estos avances nunca se había dejado ver. Como Higgs, la partícula maldita cuya existencia se planteó más de 30 años antes de que se lograse detectar, los arinos son igual de escurridizos, quizás porque su vida es tan efímera que apenas sobreviven unos escasos milisegundos. Cazarlos es poco menos que una gesta que ahora ha logrado un equipo del Centro de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (Ciqus) de la Universidade de Santiago en colaboración con el IBM Research(Zurich), que han publicado en la revista científica Nature Chemistry la primera imagen de una molécula individual de arino.
No es solo una foto para la posteridad que desvela uno de los secretos mejor guardados de la química, sino que también tiene importantes implicaciones prácticas, ya que la visualización de la inaprensible molécula permitirá estudiarla y caracterizarla, lo que abre nuevas vías para el desarrollo de nanocintas de grafeno o dispositivos electrónicos construidos con una sola molécula.
Es algo que la química de arinos ya estaba intentando. Incluso la Universidade de Santiago, con Enrique Guitián al frente, fue pionera en este campo, pero era poco menos que una investigación a ciegas. Pero ahora los químicos ya tienen la clave para poder desvelar el libro de instrucciones.
Un «alivio» para la ciencia
«Los arinos se estudian en las asignaturas de química orgánica en grados universitarios por todo el mundo. Por tanto, es un alivio descubrir que realmente existen», explica el químico de la Universidade de Santiago Diego Peña, uno de los líderes del trabajo. Estas moléculas efímeras se sabía que existían por las reacciones que provocaban, lo que podía detectarse por métodos indirectos espectroscópicos. Su enorme reactividad es, precisamente, su gran ventaja. ¿Por qué? «Porque te permite sintetizar otras moléculas complejas en laboratorio con muy pocos pasos», apunta Peña. Es como la pieza maestra necesaria para formar un mecano molecular con aplicaciones de todo tipo. Una de ellas es la creación de moléculas de tipo grafeno con formas diferentes, lo que cambia también las propiedades, aunque la composición sea la misma. Será posible, entonces, desarrollar nanocintas de grafeno de interés en la electrónica molecular, uno de los objetivos del proyecto europeo Pams en el que participan los investigadores gallegos y los de IBM Research. O, lo que es lo mismo, abre la puerta para construir transistores a partir de una única molécula. Los límites del silicio pasarán a la historia.
Pero ocurre que los arinos al natural actúan como un caballo salvaje. Son incontrolables. Es necesario domarlos, orientar su reactividad hacia el objetivo que se desee, algo que se podrá realizar a partir de su caracterización, lo que nunca se podría efectuar sin haberlos visualizado. «Son arinos -resume Peña- como un tiburón blanco, que muerden todo lo que tienen al lado. Si consigues controlarlo puedes dirigir ese ataque a lo que te interese».
La demostración de esta tecnología fue posible en buena parte gracias a la tecnología desarrollada por IBM, que utilizó de forma combinada la microscopía de fuerza atómica (AFM) y la microscopía de efecto túnel (STM). Pero la clave de todo fue colocar en la punta del microscopio una sola molécula de monóxido de carbono, lo que amplificó la resolución de forma espectacular.
«Para este estudio fue esencial seleccionar una superficie aislante sobre la que se absorbieran las moléculas y una punta del microscopio adecuada que permitiese visualizarlas. Creemos que esta técnica tendrá mucha relevancia en el futuro de la química y la electrónica», explica Niko Pavlicêk, físico en IBM Research.