Primera imagen de la carga eléctrica de una molécula

Los laboratorios de IBM siguen desarrollando nuevas tecnologías. En las últimas horas se ha anunciado que sus ingenieros han conseguido fotografiar la distribución de cargas eléctricas en el interior de una molécula individual. Lejos de ser una mera curiosidad científica, este descubrimiento proporcionará el conocimiento necesario para comprender la manera en que una molécula adquiere su configuración física y la forma en que se atraen entre sí los átomos que la componen. Según han explicado en un artículo publicado en la revista especializada Nature Nanotechnology, la técnica desarrollada para obtener estas imágenes y que permite conocer al detalle la distribución de la carga eléctrica dentro de las estructuras moleculares funcionales, podría tener aplicaciones en el desarrollo de mejores paneles solares, dispositivos informáticos más eficientes o baterías de mayor capacidad .

Los miembros del equipo -Fabian Mohn, Leo Gross, Nikolaj Moll y Gerhard Meyer- pertenecen al laboratorio de investigación que IBM posee en Zurich, trabajaron sobre una molécula de naphthalocyanina, un derivado de la phthalocyanina, compuesto que la empresa había utilizado antes a modo de interruptor de una sola molécula. Para poder obtener las imágenes utilizaron un tipo especial de microscopio atómico llamado "microscopio de sonda Kelvin", que trabaja a muy bajas temperaturas y en un entorno de ultra-alto vacío.

Como sabes, el microscopio de efecto túnel (STM, por Scanning Tunneling Microscope) puede ser usado para visualizar las órbitas de los electrones de una molécula, y el Microscopio de Fuerza Atómica (AFM, por Atomic Force Microscope) es capaz de proporcionar imágenes de la estructura molecular. Pero ninguno de los dos permite observar o medir la distribución de la carga eléctrica dentro de una sola molécula, por lo que en IBM sumaron a la información proporcionada por esos intrumentos los datos provenientes del microscopio de sonda Kelvin, logrando su objetivo. "Este estudio demuestra que es posible medir la carga eléctrica de una molécula y ver como se distribuye en ella", dice Michael Crommie, profesor de física de la Universidad Berkeley.

"La comprensión de este tipo de distribución de la carga es clave para entender cómo funcionan las moléculas en diferentes ambientes. Esta técnica tendrá un impacto especialmente importante en los campos en que la física, la química y la biología se entrecruzan", agregó. "La técnica que hemos desarrollado ofrece un canal adicional de conocimiento, que profundizará los avances futuros de la nanotecnología. Ahora es posible investigar moléculas a nivel individual, conociendo incluso la forma en que se redistribuyen sus cargas eléctricas. Este conocimiento es esencial para construir dispositivos a escala atómica y molecular ", explicó Fabian Mohn.