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Químicos de la UdG estudian los clústeres de átomos y sus inimaginables aplicaciones en el futuro


Las agrupaciones de átomos pueden ser potencialmente útiles como eficientes catalizadores, para fármacos, para nuevos materiales o para el desarrollo de la industria electrónica, que cada vez nos ofrece aparatos más pequeños. El estudio teórico desarrollado por investigadores gerundenses, holandeses y mexicanos puede aportar claves que permitan avanzar en el diseño de nuevos materiales diminutos.

Las agrupaciones de átomos reciben el nombre de clústeres y representan una situación intermedia entre el átomo y los cristales. En función de su magnitud y su estructura molecular y electrónica, los clústeres presentan características más cercanas o alejadas de cada una de estas formas límite de la materia. Las agrupaciones de átomos pueden ser potencialmente útiles como eficientísimos catalizadores específicos, para medicamentos, y para materiales con nuevas propiedades que aún ni siquiera podemos imaginar.

Los dispositivos electrónicos, cada vez más pequeños, impulsan los clústeres hacia una escala nanométrica y molecular. En este sentido, los clústeres de silicio pueden ser muy importantes en el desarrollo de la industria electrónica. Otros clústeres pueden tener, en el futuro, importantes propiedades catalíticas o magnéticas.

Un grupo de químicos de la Universidad de Girona (UdG) ha iniciado un estudio teórico muy concreto sobre los clústeres de átomos. Por su interés, la Unión Europea finanza esta investigación –que se desarrollará a lo largo de cuatro años– con un presupuesto de 90.000 euros. El proyecto CANIOC, acrónimo de Chemical Bonding and Aromacity in Novel Inorganic and Organometallic Clusters, está encabezado por el doctor Miquel Solà.

El proyecto se desarrollará en el sí del grupo de investigación en Modelaje Molecular y Metodología Mecanocuántica. CANIOC es un proyecto colaborativo que se realizará conjuntamente con la Universidad de Guajanuto (México) y la Universidad Libre de Amsterdam (Países Bajos). La duración del proyecto será de cuatro años y, en total, cuenta con 90.000 euros.

Átomos inusualmente estables
Recientemente, este equipo de investigadores ha estudiado la existencia de diferentes clústeres metálicos y semimetálicos. La estabilidad inusual de todas estas agrupaciones de átomos proviene de su carácter aromático. De hecho, la aromaticidad es una propiedad clave de estos compuestos, ya que nos explica su estabilidad y reactividad.

En comparación con las moléculas aromáticas orgánicas clásicas, que sólo poseen electrones ? deslocalizados, la aromacidad en los clústeres inorgánicos es más compleja. Estos compuestos tienen deslocalización electrónica ?, ? y ? (o incluso ?), hecho que da lugar a lo que se conoce como aromaticidad múltiple. Estos clústeres metálicos y semimetálicos aromáticos representan una de las nuevas fronteras de la química (la primera de estas agrupaciones fue descubierta en 2001).

¿A dónde se quiere llegar?
Se espera que la comprensión del origen de la aromaticidad de estos sistemas ayude a interpretar los factores que gobiernan los patrones estructurales y la estabilidad de los sólidos. Además, de estos nuevos materiales, se esperan resultados interesantes como la producción de nanodispositivos con propiedades ópticas no lineales intensas, con alta potencia y eficiencia catalítica, o con utilidad como posibles fármacos. En este sentido, su estudio teórico puede aportar datos clave que permitan avanzar en el diseño de nuevos nanomateriales basados en este tipo de sistemas.

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