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Borja TosarJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor Socasartículo monocristales redes poliméricaspublicación nature chemistry julio 2024colaboración investigadores chinos americanojiang xiao universidad xinjiang chinaNature ChemistryJiang XiaoUniversidad de XinjiangChinaWubben Polymer Network2DWPN-1Juan Carlos GilPAMSMateriales estructurados policatenadosdifracción de rayos XADN
Artículo monocristales redes poliméricas
Con
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Juan Carlos Gil comenta sobre un artículo científico publicado en Nature Chemistry, destacando su título descriptivo y la colaboración internacional entre investigadores chinos y uno americano.
…algunos fascinante Y en este sentido os quería hablar de dos, de dos artículos que hacen este tipo de cosa a escalas muy distintas y con, en fin, mecanismos distintos pero que apuntan al mismo objetivo Crear materiales, en este caso ambos dos, entrelazados Con nuevas propiedades, el primer artículo se titula Monocristales de redes poliméricas, tejidas bidimensionales, autoportantes y puramente orgánicas. Hace mucha gracia cuando en un título de un artículo describes, haces un mini abstract; la verdad. Bueno, este se publicó en julio de 2024 en Nature Chemistry, que está muy bien. Los autores son 14 chinos y un americano, que me he ido a la sección de contribuciones y el americano lo único que ha hecho ha sido ayudar a escribir el texto. Está muy bien, no han contado con xagépetes sino con un tipo que sabe inglés. Bueno, el autor principal es Jiang Xiao, está afiliado a la Universidad de Xinjiang en China. Estamos hablando en este caso de tejidos moleculares, ¿vale? Materiales bidimensionales, no como el grafeno, que son un montón de átomos que se van enlazando de forma covalente todos entre sí, sino materiales bidimensionales entrelazando, anudando,…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil continúa explicando cómo la manipulación topológica de materiales puede influir en sus propiedades físicas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #20manipulación topológica materialespropiedades electrónicas aislantes topológicossuperconductores topológicos propiedades cuánticaspropiedades mecánicas manipulación topológica…Sí, claro, con macromoléculas, como pueden ser tanto proteínas, como ADN, como muchos otros polímeros, si se puede hacer un trenzado, anudar y hacer cosas por el estilo. Se han publicado artículos anudando ADN, por ejemplo. Sí, bueno, el ADN daría para 27. Bueno, el caso es que haciendo este tipo de barrabasadas topológicas puedes afectar las propiedades electrónicas, como decíamos en los aislantes topológicos, cuánticas, como los superconductores topológicos, o a menudo simplemente mecánicas. A nadie se le escapa que las propiedades de un material sean modificables o emerjan, no de los átomos y sus enlaces, sino de cómo se relacionan las distintas partes del material entre sí. Bueno, pues obviamente es un fenómeno interesantísimo que abre la…
Juan Carlos Gil comenta sobre un artículo científico publicado en Nature Chemistry, destacando su título descriptivo y la colaboración internacional entre investigadores chinos y uno americano.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1artículo monocristales redes poliméricaspublicación nature chemistry julio 2024colaboración investigadores chinos americanojiang xiao universidad xinjiang china…algunos fascinante Y en este sentido os quería hablar de dos, de dos artículos que hacen este tipo de cosa a escalas muy distintas y con, en fin, mecanismos distintos pero que apuntan al mismo objetivo Crear materiales, en este caso ambos dos, entrelazados Con nuevas propiedades, el primer artículo se titula Monocristales de redes poliméricas, tejidas bidimensionales, autoportantes y puramente orgánicas. Hace mucha gracia cuando en un título de un artículo describes, haces un mini abstract; la verdad. Bueno, este se publicó en julio de 2024 en Nature Chemistry, que está muy bien. Los autores son 14 chinos y un americano, que me he ido a la sección de contribuciones y el americano lo único que ha hecho ha sido ayudar a escribir el texto. Está muy bien, no han contado con xagépetes sino con un tipo que sabe inglés. Bueno, el autor principal es Jiang Xiao, está afiliado a la Universidad de Xinjiang en China. Estamos hablando en este caso de tejidos moleculares, ¿vale? Materiales bidimensionales, no como el grafeno, que son un montón de átomos que se van enlazando de forma covalente todos entre sí, sino materiales bidimensionales entrelazando, anudando,…
Juan Carlos Gil comenta sobre un nuevo material llamado 2DWPN-1 y explica su nombre, que alude a ser un material bidimensional con una red polimérica tejida. Describe cómo este material se diferencia de trabajos anteriores al no usar plantillas metálicas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #11 · Palabras #2red bidimensional moléculas orgánicassíntesis red autoportante 2dwpn-1estructura libre de defectos colínmaterial bidimensional 2dwpn-1red polimérica tejida wubbenenlaces dativos boronitrógenopolimerización in situ moléculas pequeñas…era la que marcaba de forma definitiva el bicho que te salía y además sabemos que esa técnica producía materiales con un montón de defectos, un montón brutal de defectos. Bueno, pues en este artículo que os estoy introduciendo se hace un avance espectacular. Los autores han conseguido sintetizar, no entrelazar, sino sintetizar una red tejida, digamos, bidimensional de moléculas orgánicas sin metales, autoportante. Eso significa que es suficientemente fuerte su estructura como para automantenerse. Vamos, que si la coges así colgando no se destruye y además prácticamente libre de defectos. A ver, en mi opinión lo que empaña un poco este fabuloso resultado es el nombre que han elegido para el material 2DWPN-1. Colín, tenemos al teflón, tenemos al rayón. Chico, algo chulo. Bueno, el nombre alude directamente al 2D, a qué es un material bidimensional, y el WPN es un acrónimo de red polimérica tejida, Wubben Polymer Network en inglés. Pues eso, este material no se teje usando plantillas metálicas como en trabajos anteriores, sino que se polimeriza in situ. Y se polimeriza a partir de moléculas pequeñas ya de forma tejida. La clave son los enlaces dativos boronitrógeno; los enlaces dativos es cuando un elemento aporta los dos electrones y otro lo recibe, típicamente en enlaces covalentes cada uno aporta uno, típicamente. De tal forma que estos enlaces boronitrógeno son razonablemente flexibles, lo que van a permitir que la tensión del Tejido no dé al traste con el material que se está, ya os digo, polimerizando y tensando in situ, según se van formando. Esto se hace de forma autoorganizada, no hay catalizadores, no hay plantillas como antes, simplemente las moléculas que se polimerizan,…
Juan Carlos Gil describe las técnicas utilizadas para caracterizar el material 2DWPN-1, incluyendo microscopía electrónica de barrido, fuerza atómica y difracción de rayos X.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #9microscopía electrónica de barrido 2dwpn-1espesor capa material 2dwpn-1 angstromscomparación espesor 2dwpn-1 adn angstromsdifracción rayos x grupo espacial ortorrómbicocriomicroscopía electrónica figura 4 artículo…como si hiciese mucho frío y te pusieses muchas capas. Pero bueno, que se exfoliaba fácilmente en monocapas y luego esas monocapas centrimétricas se podían manipular; las cogían con unas pinzitas y se las llevaban al portaobjetos del microscopio, en fin. Caracterizaron el material mediante microscopía electrónica de barrido, lo que reveló el apilamiento en capas, que por otra parte era obvio porque se te deshacían las capas en los dedos. Microscopía de fuerza atómica, y esto permitió medir el espesor de cada capa que resultó ser de 13 angstroms. Por comparación, el grafeno son 3,5 angstroms porque es solamente el átomo de carbono desnudo. Y por ejemplo, el diámetro del ADN son 20 angstroms, estos son 13, o sea que es un buen abriguito para el ADN, es comparable. Luego hicieron difracción de rayos X en el monocristal, que arroja un grupo espacial ortorrómbico, bueno, y finalmente imágenes directas con criomicroscopía electrónica, que obviamente confirma el patrón que se puede mirar, y parece la figura 4 del artículo la recomiendo especialmente, porque es flipante, o sea, tú parece que estás mirándote a la camisa, es tal cual, los hilitos dos por encima y dos por abajo se ven perfectamente. Lo que os anticipaba del disolvente, usan tolueno, que es un anillo bencénico, ¿os acordáis de los seis átomos de carbono con los electrones conjugados y un metilo colgando? Eso es el tolueno. Vale, pues si eso lo sustituyes por metasileno, que es muy…
Juan Carlos Gil explica las consecuencias de sustituir tolueno por metasileno en el proceso de polimerización del material.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #7polimerización material tolueno metasilenored resultante no tejidaefectos estéricos disolvente polimerización…de los seis átomos de carbono con los electrones conjugados y un metilo colgando? Eso es el tolueno. Vale, pues si eso lo sustituyes por metasileno, que es muy parecido, un anillo bencénico con dos metilos colgando en disposición meta, que es a 120 grados. Se polimeriza, se hace lo mismo, pero la red resultante no está tejida; no pasan por encima y por abajo, sino solamente por encima, con lo cual se te desmorona. Es decir, son los efectos estéricos de ese doble metilo del disolvente el que, vete tú a saber cómo, consigue que la polimerización resulte de esa forma tan precisa y con tan pocos defectos. O sea, esto está llamando. a gritos, me está pidiendo el cuerpo hacer una simulación, si es posible, mecano cuántica para que sea precisa, ojalá estemos, en fin, seamos capaces de acceder a este tipo de simulación porque es fascinante O sea, si imagináis, estamos poniendo moleculitas…
Juan Carlos Gil explica cómo se diseñan los nuevos materiales PAMS, describiendo que parten de redes espaciales conocidas como cristales y asignan a cada nodo una unidad constructiva hueca llamada 'chisme' o partícula.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #6materiales pams cristalespartícula chisme unidad constructivahuecos para enlazar materiales…terrosos y los discretos, entre los discretos y los continuos; quería decir que es lo que han llamado PAMS, P-A-M, de Polycatenated Architected Material, que es exactamente el nombre del artículo: materiales estructurados policatenados en tres dimensiones. Lo que hacen para diseñar estos materiales es partir de redes espaciales conocidas, como las cristalográficas, y asignan a cada nodo del supuesto cristal una unidad constructiva hueca, un chisme, que ellos llaman partícula, que puede ser toros o poliedros abiertos en los que solamente tenemos los vértices. La cosa es que necesitamos huecos para enlazarlos entre sí. Esa es la gracia. En una red cúbica centrada en el cuerpo, por ejemplo, plantan un cubo en cada vértice más pequeñito, pero hueco, solamente con las mallas de los vértices y de las Aristas, pero entrelazados entre sí. Cada uno con los cuatro de arriba, abajo, derecha, izquierda, los seis de atrás, en fin, y eso; así es como forman estos bichos, porque estas partículas se entrelazan. Si no estuviesen entrelazadas, al soltarlas se…