De la química estelar al nanocoche : fullerenos y nanotubos

From stellar chemistry to nanocar : fullerenes and nanotubes

La molécula de C₆₀, perteneciente a la familia de los fullerenos, se descubrió cuando el químico británico Harold Kroto buscaba cadenas carbonadas largas poli-insaturadas. La preparación en cantidades macroscópicas de estas moléculas tuvo lugar posteriormente por parte de Krashmer y Huffman, quienes prepararon fullerenos por el que hoy es el método estándar de síntesis: haciendo saltar un arco voltaico entre dos electrodos de grafito en una atmósfera de helio, seguido de un proceso de extracción en benceno.

Como en el caso de los superconductores de alta temperatura, tras el descubrimiento del fullereno se produjo una auténtica estampida y, en muchos laboratorios, se estudiaron a fondo las propiedades de estas moléculas tan peculiares. Ello ha dado lugar al desarrollo de un nuevo tipo de química, la nanoquímica, que está incluida dentro del más amplio campo de las nanociencias.

A su vez, la nanoquímica tiene dos vertientes, según que la reactividad tenga lugar en el exterior de la molécula o en su interior. Por supuesto, cabe la posibilidad, ya realizada, de que se produzca simultáneamente en ambos medios: se habla así de nanoquímica exoédrica o exoquímica y nanoquímica endoédrica o endoquímica.

Ciclodeshidrogenación catalizada por superficies : fullerenos a partir de precursores aromáticos

Surface-catalysed cyclodehydrogenation : fullerenes from aromatic precursors

La idea central de esta investigación se basa en demostrar que una deshidrogenación catalizada por superficies de ciertos hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH) sintetizados de manera que exista una relación topológica entre ellos y un fullereno da lugar a la formación del correspondiente fullereno. Para probar esta hipótesis se utilizaron técnicas experimentales del campo de la física de superficies. La física experimental de superficies presenta dos importantes ventajas en este tema en comparación con otras técnicas. Por un lado permite un alto nivel de detalle en la caracterización de sistemas de tamańo nanométrico, como pueden ser las capas moleculares y, por el otro, posibilita aprovechar las propiedades catalíticas de algunas superficies para favorecer dicha transformación. Esta idea, que se ha denominado surface-catalysed cyclodehydrogenation, es la que desarrolla aquí.

La hipótesis de este trabajo es que las superficies de algunos materiales pueden favorecer la deshidrogenación inducida por temperatura de PAH del tipo C₆₀H₃₀, de manera que estos se curven espontáneamente para formar, con un alto nivel de eficiencia y control, fullerenos o moléculas relacionadas.