Cuestion de orden: un Lego molecular para la construcción de dispositivos ópticos
La propiedad de algunas moléculas de absorber luz y dar color ha sido explotada por la humanidad desde tiempos remotos. Entre estas moléculas se encuentran los colorantes naturales como el carmín o el azul de metileno, que tienen la propiedad de absorber la luz visible y emitir únicamente una fracción de su espectro. En el caso del azul de metileno, únicamente emiten la fracción azul de la luz visible, lo que le otorga su particularidad como colorante.
Esta propiedad se debe a la configuración electrónica propia de esas moléculas, es decir, a la disposición y energía de sus electrones. La mayoría de las moléculas orgánicas que nos rodean y que constituyen la trama molecular de la bioesfera no tienen estas propiedades electrónicas y, por lo tanto, no son afectadas por la luz visible. Esto es lo que permite que haya vida bajo la luz del sol. El diseño y síntesis de moléculas o sistemas moleculares no naturales capaces interaccionar con la luz y producir un efecto medible es un tema de actualidad en el campo de los nuevos materiales, y muy especialmente en el de la química, la ciencia encargada de construir moléculas y diseñar sus funciones.
El grupo de Química Orgánica y Biológica del departamento de Ciencias Moleculares del IPNA, dirigido por los investigadores David Tejedor y Fernando García Tellado, ha desarrollado una nueva metodología robusta, sencilla y de uso general para la construcción de nuevos sistemas moleculares capaces de absorber y emitir luz en diferentes zonas del espectro de luz visible. El proceso permite acceder de manera controlada y rápida a arquitecturas aromáticas que presentan un sistema electrónico extendido en el espacio y conectado entre sí que no solo interacciona con la luz visible, sino que, además, permite que esta interacción pueda ser modulada para obtener respuestas distintas y con diferentes aplicaciones tecnológicas. Este nuevo sistema está basado en la molécula de salicilaldehído, compuesto de gran interés tanto en el campo de la química orgánica como de los nuevos materiales o de la biomedicina debido a que puede ser fácilmente insertada en sistemas funcionales con actividad, entre otras, como sensores ópticos o marcadores fotónicos para el estudio de procesos biológicos. En este estudio, los autores han preparado, como prueba de concepto, todas las posibles geometrías de substitución del anillo de salicilaldehído con sustituyentes aromáticos (Ar1, Ar2, Ar3 y Ar4 en la figura) atendiendo al criterio de igual o distinto, a partir de un número reducido de materiales de partida. Los 15 prototipos sintetizados cubren todas las geometrías de substitución, desde la construcción más obvia de todos iguales a la más demandante de todos distintos. El rico arsenal comercial de los productos de partida permite abrir el abanico de posibles prototipos moleculares a múltiples diseños de forma práctica y directa, lo que supone a su vez una puerta de entrada a nuevas arquitecturas con respuestas ópticas en las zonas del espectro visible de mayor interés químico biológico.
Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIIN), la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y el Fondo Europeo para el Desarrollo Regional (Proyecto PGC2018-094503-B-C21). Los resultados de este estudio han sido publicados en la revista Chemical Communications. El acceso a este artículo es abierto y ha sido financiado por el CSIC a través de su Unidad URICI.
