Carrera interatómica alterna: una nueva forma de manipular la materia

2012/02/01 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Gracias a la colaboración de científicos de San Sebastián y Japón, se ha podido observar en un espacio real reaccionando 'alternativamente' a los átomos de hidrógeno. Esta nueva forma de manipulación de la materia puede ofrecer una nueva vía para generar intercambios de información en la electrónica del futuro basada en nuevas herramientas moleculares. El doctor Thomas Frederiksen es investigador del Donostia International Physics Center (DIPC) y miembro del equipo de trabajo que ha llevado a cabo esta investigación. Los resultados del estudio se han publicado en la prestigiosa revista Nature Materials en noviembre de 2011.

En una carrera a turnos, cada uno de los integrantes de cada grupo realiza un tramo de camino con el testigo encima hasta llegar al siguiente miembro de su equipo. Esta forma de transportar algo de un extremo a otro de un camino bien definido no es sólo la invención y la actividad humana. En la escala de los átomos, también existen mecanismos para facilitar el transporte de átomos de hidrógeno y protones en las redes en las que se producen enlaces de puentes de hidrógeno, como el agua líquida, los sistemas biológicos y los compuestos funcionales. Sin embargo, este tipo de procedimientos de transferencia es muy difícil de ver directamente en estas situaciones, teniendo en cuenta los medios complejos en los que se producen.

Científicos donostiarras y japoneses descubren que las reacciones alternas se producen también en cadenas moleculares ensambladas en una superficie metálica. Este nuevo paso ha ayudado a los investigadores a comprender mejor las reacciones 'alternas' a escala de los átomos y, utilizando el microscopio de efecto túnel, han conseguido visualizar el proceso. Mediante el envío de un pulso de electrones a una molécula de agua situada en un extremo de una cadena molecular, los átomos de hidrógeno se dispersan uno a uno a lo largo de la cadena como si se tratase de piezas de dominó. El resultado es la transferencia del átomo de hidrógeno de un extremo a otro de la cadena mediante este mecanismo alternativo. Este control que se ha mostrado sobre las transferencias de átomos a través de las cadenas moleculares ha contribuido a una mejor comprensión de un problema fundamental y, además, abre nuevas posibilidades en la electrónica de futuro basada en nuevos instrumentos moleculares para que el descubrimiento pueda inducir los intercambios de información a través de la circulación de los átomos de hidrógeno.