Nanopartículas (que têm tamanhos que variam entre 3-500 nm) e sub-nanoclusters (que têm cerca de 1 nm de diâmetro) são utilizados em muitos campos, incluindo medicina, robótica, ciência de materiais e engenharia. Seu tamanho pequeno e grandes proporções de área de superfície para volume lhes conferem propriedades únicas, tornando-os valiosos em uma variedade de aplicações, desde controle de poluição até síntese química.
Recentemente, quase-sub-nanomateriais, que têm cerca de 1 a 3 nm em escala, têm atraído a atenção porque têm uma natureza dupla – eles podem ser considerados nanopartículas, bem como moléculas inorgânicas. Compreensivelmente, controlar o número de átomos em um quase-sub-nanomateriais pode ser de muito valor. No entanto, sintetizar estruturas moleculares tão precisas é tecnicamente desafiador, mas os cientistas da Tokyo Tech certamente estavam prontos para esse desafio.

Dendrons - estruturas moleculares altamente ramificadas consistindo de iminas básicas - foram sugeridos como precursores para a síntese precisa de quase-sub-nanomateriais com o número desejado de átomos. As iminas nos dendrons funcionam como um andaime que pode formar complexos com certos sais metálicos ácidos, acumulando metais na estrutura do dendron. Estes, por sua vez, podem ser reduzidos a sub-nanoclusters metálicos com o número desejado de átomos. No entanto, sintetizar dendrons com alta proporção de iminas é um processo caro e com baixo rendimento.

Agora, em um estudo publicado em Angewandte Chemie , os pesquisadores explicam como combinaram várias estruturas dendrímeras para formar uma cápsula supramolecular composta por mais de 60 iminas. “A síntese de supramoléculas montadas em dendrons foi realizada conectando unidades centrais internas e unidades dendrons externas – que determinam a estrutura central e os ramos terminais, respectivamente”, explica o professor assistente Takamasa Tsukamoto, que esteve envolvido no estudo. A estrutura interna desta supramolécula continha um núcleo de seis pontas com tritílio ácido, enquanto cada unidade externa continha dendrons com iminas. A interação entre o núcleo ácido e a estrutura externa básica resultou em um organocomplexo de auto-montagem.

Além disso, as iminas foram co-acumuladas com sais de ródio, de modo que as iminas mais internas formaram um complexo com unidades de tritílio, enquanto as mais externas foram preenchidas com os sais de ródio. A supramolécula resultante, que tinha uma unidade central interna cercada por seis unidades dendron externas (cada uma contendo 14 sais de ródio nas iminas externas), foi condensada com sucesso em aglomerados contendo 84 átomos de ródio com um tamanho de 1,5 nm.

Ao anexar dendrons contendo imina a um núcleo ácido, os pesquisadores construíram um modelo supramolecular para a síntese de quase-sub-nanomateriais. Além disso, uma vez que as iminas podem formar complexos com uma ampla gama de unidades catiônicas, o método pode ser usado para sintetizar uma variedade de estruturas supramoleculares. Devido à sua versatilidade, simplicidade e custo-benefício, o método pode ser uma pedra angular para o desenvolvimento de novos nanomateriais. "Esta nova abordagem para obter quase-sub-nanomateriais definidos por atomicidade sem as limitações dos métodos convencionais tem o potencial de desempenhar um papel importante na exploração das últimas fronteiras dos nanomateriais", diz o Prof. Tsukamoto. De fato, este pode ser um passo "pequeno" para a Tokyo Tech, mas um passo "gigante" para a nanociência. + Explorar mais

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