Na eletrônica molecular, moléculas únicas são esticadas entre dois eletrodos para formar um elemento eletricamente condutor no qual a condutividade molecular é então medida. Embora o método subjacente a esse fenômeno, a microscopia de tunelamento de varredura, tenha recebido o Prêmio Nobel há mais de trinta anos, uma grande limitação permanece:para acessar a condutividade molecular, as moléculas a serem medidas tinham que estar permanentemente ligadas aos eletrodos de ouro inorgânico, geralmente através de pontes de enxofre.
"Nós modificamos os dois eletrodos de uma forma que podemos não apenas determinar a condutividade molecular de uma única molécula. Em vez disso, agora somos capazes de trocar os compostos à vontade para medir a condutividade de muitas moléculas diferentes em sucessão", disse Werner. Nau, professor de química da Jacobs University. Seu grupo de pesquisa é dedicado ao desenvolvimento de novos métodos físico-químicos e compostos híbridos avançados para as ciências da vida e dos materiais.

Os resultados de seu trabalho de pesquisa recentemente publicado foram selecionados como "Hot Paper" pelos editores da revista Angewandte Chemie International Edition . A revista classifica o tema como altamente relevante em um campo de pesquisa em rápida mudança.

Na nova configuração de medição eletrônica, ambos os eletrodos são modificados com receptores macrocíclicos orgânicos (veja a imagem) para que as moléculas de soluto possam se ligar à junção e também se desprender. Isso é comparável às conexões de plugue na engenharia elétrica. Eles permitem a troca de elementos elétricos, por exemplo, para substituir componentes defeituosos ou incorporar aqueles com propriedades diferentes. "Simplificando, conseguimos introduzir conexões de plugue elétrico no nível de moléculas únicas. Agora usamos ligações supramoleculares em vez de covalentes no local de condução. Isso permite medições e efeitos dinâmicos completamente novos", disse Suhang He, um dos líderes autores da publicação e pesquisador de pós-doutorado na Jacobs University. A vantagem adicional dessa abordagem é que moléculas nativas não modificadas podem ser estudadas, de modo que a introdução invasiva de grupos de enxofre não é mais necessária.

Em seu primeiro estudo, a equipe alemã-chinesa está aplicando as recém-descobertas conexões elétricas supramoleculares em biossensing, entre outras coisas, para detectar compostos biologicamente relevantes, como a camptotecina, um medicamento usado em quimioterapia. Ao medir a mudança na condutividade elétrica, por exemplo, foi possível mostrar como moléculas individuais de drogas são protonadas e desprotonadas nas novas junções elétricas. Em física e engenharia, o novo método eletrônico molecular tem potencial para aplicações avançadas de computação molecular. Isso porque mostra como as diferentes propriedades dos condutores moleculares podem ser medidas e testadas rapidamente. + Explorar mais

Grande avanço feito na geração de imagens de um switch de molécula única