p Anéis químicos de átomos de carbono e hidrogênio se curvam para formar estruturas relativamente estáveis, capazes de conduzir eletricidade e muito mais - mas como esses sistemas curvos mudam quando novos componentes são introduzidos? Pesquisadores baseados no Japão descobriram que, com apenas algumas adições subatômicas, as propriedades podem girar para variar os estados e comportamentos do sistema, como demonstrado por meio de um novo composto químico sintetizado. p Os resultados foram publicados no Jornal da American Chemical Society .

p "Na década passada, moléculas de casca aberta têm atraído considerável atenção não apenas no campo de intermediários reativos, mas também na ciência dos materiais, "disse o autor do artigo Manabu Abe, professor da Escola de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia Avançada, Universidade de Hiroshima.

p Moléculas de casca aberta podem ganhar ou perder moléculas, o que significa que eles podem se ajustar para se ligar a outros produtos químicos. Em nanotubos de carbono, por exemplo, anéis de átomos de carbono e hidrogênio se ligam fortemente uns aos outros. Quanto mais anéis forem adicionados, Contudo, mais as propriedades do tubo podem mudar. Conhecidos como parafenilenos curvos, ou CPPs, Abe e sua equipe investigaram como o CPP pode mudar se as moléculas de casca aberta forem expostas a sistemas com órbitas moleculares contendo dois elétrons em vários estados, além dos átomos de carbono e hidrogênio.

p O processo de introdução desses sistemas diradicais aos CPPs resultou em um novo tipo de azoalcano, ou composto de nitrogênio e um grupo de átomos de hidrogênio e carbono fracamente ligados. Este azoalcano formou-se com seis CPPs e degenerou em seis CPPs com dirradicais.

p "Nós investigamos para entender os efeitos da curvatura e do tamanho do sistema nas interações das partículas, os diferentes estados e suas características únicas, "Abe disse.

p Os pesquisadores descobriram que os CPPs com diradicais incorporados tinham vários estados e propriedades, como a descrição intrínseca de uma partícula conhecida como spin, dependendo de quantos CPPs resultaram no sistema final. Rodar, o momento angular de uma partícula, pode contribuir ou dificultar a estabilidade de um sistema com base em como a energia está equilibrada. Por exemplo, em um estado singlet, um sistema permanece estável mesmo com elétrons não ligados, porque seus spins são opostos. Os estados de trigêmeos podem permanecer estáveis, também, já que seus elétrons não ligados podem girar em paralelo.

p "A multiplicidade de spin do estado fundamental depende muito do tamanho do anel, "Abe disse, referindo-se às possíveis orientações que o spin pode tomar, que pode indicar a estabilidade de um sistema. "O estado fundamental singlete foi favorecido para derivados de CPP menores."

p Os estados singuletos menores - CPPs dirradicais com intervalos de energia menores entre as camadas orbitais - também demonstraram uma característica desejada para os nanotubos de carbono:aromaticidade, ou alinhamento mais estável em um único plano. Uma vez que os anéis de carbono-hidrogênio se ligam a ângulos incomuns para formar os tubos, eles podem ser forçados para fora do alinhamento e resultar em instabilidade do sistema. Quanto mais anéis forem adicionados a um sistema, mais tenso fica o sistema. Para os sistemas de estado singlet menores, os anéis se alinham em um plano, resultando em mais estabilidade.

p Próximo, os pesquisadores planejam investigar melhor esta aromaticidade no plano, com o objetivo de criar a maior estrutura possível com fortes laços que ainda exiba esta propriedade estável.