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Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid y el CSIC han diseñado derivados aromáticos de berilio capaces de absorber y enlazar aniones, como si fueran una esponja, con extraordinaria fuerza. Esta propiedad los convierte en especies de potencial interés en el desarrollo de dispositivos electrónicos.
Una investigación reciente ha recopilado las afinidades, calculadas a partir de métodos teóricos de alto nivel, que tienen distintos derivados de la molécula 1,8-diBeX-naftaleno frente a gran variedad de aniones, con importante presencia en distintos medios. La afinidad aniónica de estos compuestos de berilio (Be) destaca como una de las más importantes descritas hasta el momento para compuestos neutros.
De acuerdo con el trabajo, publicado en la revista Chemistry por científicos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC), la exacerbada afinidad aniónica de dichos compuestos de berilio se atribuye a la reorganización de los electrones del fragmento BeX en el sistema 1,8-diBeX-naftaleno.
“Este fragmento deficiente de electrones absorbe como una esponja otros grupos con un exceso de electrones”, explican los autores, que publican su estudio en la revista Chemistry - A European Journal.
Esta propiedad sugiere que los compuestos 1,8-diBeX-naftaleno pueden ser considerados potencialmente como receptores y sensores de aniones, y que por tanto pueden ser utilizados para el diseño de nuevos dispositivos electrónicos.
Los iones son especies químicas cargadas. Se denominan aniones cuando la carga neta del sistema es negativa, y cationes cuando ésta es positiva. Los aniones desempeñan un papel fundamental en muchos procesos. Por ejemplo, existen aniones esenciales para nuestro organismo, como el cloruro (Cl-), los nitratos (NO3-), o los fosfatos (PO4-), que contribuyen al correcto funcionamiento de células y forman parte de la composición de fluidos corporales. Sin embargo, una concentración elevada de estos elementos cargadas puede resultar tóxica, siendo necesario controlar sus niveles a través de la dieta.
Papel fundamental en dispositivos electrónicos
Estas especies también juegan un papel fundamental en dispositivos electrónicos, como las baterías de litio de ordenadores portátiles y móviles. El rendimiento de estos dispositivos puede mejorar significativamente a partir de la incorporación de compuestos ajenos, capaces de interactuar selectivamente con aquellas especies que entorpezcan las principales reacciones químicas que subyacen al funcionamiento de estos artefactos, evitando así interacciones secundarias que disminuyen la eficiencia y la vida de los mismos.
El diseño de sustancias capaces de capturar selectivamente aniones, como las de este estudio, pueden resultar tremendamente útiles en estos ámbitos relacionados con la nanotecnología, por la enorme afinidad que presentan hacía especies cargadas negativamente.
Referencia bibliográfica:
O. Brea, I. Corral, O. Mó, M. Yáñez, I. Alkorta y J. Elguero "Beryllium-Based Anion Sponges: Close Relatives of Proton Sponges". Chem. – A Eur. J. 2016, 22, 18322-18325 DOI 10.1002/chem.201604325.
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A esta química canaria suelen presentarla como "la regeneradora de huesos" porque es una apasionada especialista en materiales cerámicos con aplicaciones potenciales en biomedicina. Estudió en la Universidad Complutense de Madrid y allí sigue desempeñándose como profesora emérita. En esta entrevista explica cómo pasó de los superconductores y de trabajar con físicos a colaborar con médicos.
