Nanotecnologia

Trianguleno: Molécula instável é criada átomo por átomo

Trianguleno: Molécula instável é criada átomo por átomo
O trianguleno se parece com um pedaço de grafeno, sendo formado por seis hexágonos de carbono unidos pelas bordas para formar um triângulo. [Imagem: Niko Pavlicek/IBM Research]

Trianguleno

Uma equipe da IBM e da Universidade de Warwick, no Reino Unido, sintetizou uma molécula nunca antes observada, chamada trianguleno, usando o princípio fundamental da nanotecnologia: em lugar de uma reação química tradicional, o trianguleno foi montado átomo por átomo.

Também conhecida como hidrocarbono de Clar (Erich Clar, 1902-1987), essa molécula foi teorizada em 1953, mas se acreditava que ela seria instável demais para ser isolada - muitos tentaram, mas ninguém nunca conseguiu.

O trianguleno se parece com um pedaço de grafeno, sendo formado por seis hexágonos de carbono unidos pelas bordas para formar um triângulo, e com as bordas circundadas por átomos de hidrogênio.

Reação química átomo a átomo

A construção de moléculas átomo por átomo representa uma nova rota de síntese química. O processo ainda é lento demais para usos práticos, mas vem se desenvolvendo aos poucos. Este experimento é um exemplo de que formar novas moléculas expulsando átomos individuais de uma molécula precursora já é uma ferramenta de interesse científico.

"Neste trabalho, nós usamos nossa técnica de manipulação atômica [...] para gerar o trianguleno, que nunca havia sido sintetizado antes. É uma molécula desafiadora porque ela é altamente reativa, mas também é particularmente interessante por causa de suas propriedades magnéticas," contou Niko Pavlicek, responsável pelo experimento.

A técnica a que o pesquisador se refere é uma combinação de um microscópio de tunelamento (STM: Scanning Tunneling Microscope) com um microscópio de força atômica (AFM: Atomic Force Microscope), que já havia sido usada para construir outra molécula que ganhou fama, a olimpiceno.

Trianguleno: Molécula instável é criada átomo por átomo
Imagens do trianguleno com a molécula sobre uma base de cobre (esquerda) e em xenônio (direita). [Imagem: Niko Pavlicek et al. - 10.1038/NNANO.2016.305]

Grafeno e spintrônica

Além da ciência básica, há também várias aplicações interessantes para o trianguleno.

"Já foi sugerido que segmentos similares ao trianguleno incorporados em fitas de grafeno seria uma forma elegante para projetar componentes spintrônicos orgânicos," disse Pavlicek.

As nanofitas de grafeno estão sendo pesquisadas para aplicações em materiais compósitos, que são muito fortes e leves. Já o campo da spintrônica está sendo estudado por grupos em todo o mundo, inclusive na IBM, em busca de uma nova geração de processadores mais rápidos e com menor consumo de energia.

"Conseguimos demonstrar que o magnetismo do trianguleno sobrevive em xenônio ou em superfícies de cloreto de sódio. Entretanto, não conseguimos obter uma imagem detalhada do seu estado magnético e possíveis excitações com o nosso microscópio, que não tem um campo magnético, de forma que há muito para ser explorado e descoberto por outros grupos," concluiu Pavlicek.

Bibliografia:

Synthesis and characterization of triangulene
Niko Pavlicek, Anish Mistry, Zsolt Majzik, Nikolaj Moll, Gerhard Meyer, David J. Fox, Leo Gross
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/NNANO.2016.305




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