Desarrollan materiales moleculares análogos al grafeno capaces de incorporar magnetismo

Un equipo internacional de químicos y físicos, liderado por Eugenio Coronado y Guillermo Mínguez Espallargas, investigadores en el Instituto de Ciencia Molecular de la Universitat de València (ICMol), en el Parc Científic (España), han conseguido preparar materiales análogos al grafeno desde una aproximación molecular. Se trata de los MUV-1, materiales robustos de gran versatilidad química y capaces de incorporar diferentes propiedades físicas, como el magnetismo.

Los resultados de la investigación han sido publicados en la revista Nature Chemistry. En este trabajo se diseñan materiales bidimensionales metal-orgánicos –los MUV-1 (Materiales Universitat de València)– a partir de una aproximación molecular. A diferencia de lo que ocurre con el grafeno y otros materiales bidimensionales, esta nueva aproximación permite modificar a voluntad las propiedades de la superficie, variándola por ejemplo de hidrófoba a hidrófila, e incorporar propiedades físicas como el magnetismo, que son difíciles de introducir.

El estudio abre las puertas a la integración y aplicación de estos materiales en diferentes áreas tecnológicas, como la nanoelectrónica y la espintrónica, o al desarrollo de sensores moleculares ultrasensibles, capaces de reconocer y detectar selectivamente determinadas moléculas.

Desde el descubrimiento del grafeno –primer material bidimensional formado por una capa de átomos de carbono–, se han preparado numerosos materiales bidimensionales inorgánicos. Uno de los problemas de dichos materiales es que no permiten modificar sus propiedades mediante el anclaje de moléculas en su superficie, lo que impide incorporar nuevas propiedades o mejorar su procesabilidad. Por otra parte, el estudio del magnetismo en los materiales bidimensionales de naturaleza inorgánica hasta hoy conocidos constituye un reto científico, ya que todos ellos son químicamente inestables en condiciones ambientales.

(Foto: U. València)

La nueva aproximación molecular a los materiales bidimensionales que el equipo del ICMol propone a la comunidad científica internacional ofrece soluciones a ambos problemas. Por un lado, la posibilidad de funcionalizar a voluntad la superficie de estos materiales 2D permite modular fácilmente sus propiedades, haciéndolos por ejemplo hidrófobos o hidrófilos. Dicha procesabilidad, sumada al hecho de que los MUV-1 poseen estabilidad mecánica y química, ha permitido a los científicos construir membranas basadas en estos materiales y aislar las primeras monocapas magnéticas basadas en la química de coordinación.

El grupo internacional que ha desarrollado esta investigación está formado por científicos de siete instituciones europeas –Instituto de Ciencia Molecular de la Universitat de València, Instituto de Tecnología Química de la Universitat Politècnica de València, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Universidad de Manchester (Reino Unido), Instituto Laue Langevin de Grenoble (Francia), Universidad de Lisboa (Portugal) y Universidad Tecnológica de Delft (Paises Bajos).

El equipo de la Universitat de València, que lidera el trabajo, lo conforman Javier López Cabrelles, Samuel Mañas Valero, Guillermo Mínguez Espallargas y Eugenio Coronado. (Fuente: U. de València)