Os dispositivos eletrônicos estão ficando cada vez menores. Os primeiros computadores ocupavam salas inteiras. Hoje você pode segurar um na palma da sua mão. Agora, o campo da eletrônica molecular está levando a miniaturização para o próximo nível. Os pesquisadores estão criando componentes eletrônicos tão pequenos que não podem ser vistos a olho nu.

A eletrônica molecular é um ramo da nanotecnologia que usa moléculas únicas, ou coleções de moléculas em nanoescala, como componentes eletrônicos. O objetivo é criar dispositivos de computação em miniatura, substituindo materiais a granel por blocos moleculares.

Por exemplo, átomos de metal podem ser transformados em 'fios moleculares' em nanoescala. Também conhecido como Extended Metal Atom Chains (EMACs), fios moleculares são cadeias unidimensionais de átomos de metal único conectados a uma molécula orgânica, chamado de ligante, que atua como um suporte. Compostos do tipo fio molecular têm uma gama diversificada de usos potenciais, de luzes LED a catalisadores.

Pesquisadores da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) encontraram uma maneira simples de criar fios moleculares de cobre de diferentes comprimentos adicionando ou removendo átomos de cobre um por um. "Este é o primeiro exemplo de um fio de cobre molecular sendo formado em etapas, processo átomo por átomo, "diz Julia Khusnutdinova, chefe da Unidade de Química e Catálise da Coordenação do OIST. "Nosso método pode ser comparado à construção de Lego, na qual você adiciona um tijolo de cada vez, " ela diz.

Fios moleculares podem variar em comprimento, com diferentes comprimentos com diferentes propriedades moleculares e aplicações práticas. Atualmente, o EMAC mais longo relatado na literatura é baseado em níquel e contém 11 átomos de metal em uma única cadeia linear.

Criar fios moleculares de comprimentos diferentes é difícil porque requer que um ligante específico seja sintetizado a cada vez. O ligante, que pode ser visto como um 'isolante' por analogia ao mundo macro, ajuda os fios a se formarem, juntando os átomos de metal e alinhando-os em uma corda linear. Contudo, criar ligantes de comprimentos diferentes pode ser um processo elaborado e complicado.

Os pesquisadores do OIST encontraram uma nova maneira de superar esse problema. "Criamos um único ligante dinâmico que pode ser usado para sintetizar vários comprimentos de cadeia, "diz o Dr. Orestes Rivada-Wheelaghan, primeiro autor do artigo. "Isso é muito mais eficiente do que fazer um novo ligante a cada vez, " ele diz.

Em seu jornal, publicado em Angewandte Chemie International Edition , os pesquisadores descrevem seu novo método gradual de criação de fios moleculares de cobre. "O ligante se abre de uma extremidade para deixar um átomo de metal entrar e, quando a corrente se estende, o ligante passa por um movimento deslizante ao longo da cadeia para acomodar mais átomos de metal, "diz o Prof. Khusnutdinova." Isso pode ser comparado a um acordeão molecular que pode ser estendido e encurtado, "diz Rivada-Wheelaghan. Adicionando ou removendo átomos de cobre, um de cada vez, desta forma, os pesquisadores podem construir fios moleculares de diferentes comprimentos, variando de 1 a 4 átomos de cobre.

Este ligante dinâmico oferece uma nova maneira para os químicos sintetizarem moléculas com formas e propriedades específicas, criando potencial para muitas aplicações práticas em microeletrônica e além.

"O próximo passo é desenvolver ligantes dinâmicos que possam ser usados ​​para criar fios moleculares feitos de outros metais, ou uma combinação de diferentes metais, "diz o Dr. Rivada-Wheelaghan." Por exemplo, inserindo seletivamente átomos de cobre nas extremidades da cadeia, e usando um tipo diferente de metal no centro da corrente, poderíamos criar novos compostos com propriedades eletrônicas interessantes, "diz o Prof. Khusnutdinova.