Cuando una molécula juega el rockero

Cargar y descargar una molécula a la solicitud y cambiar su forma: He aquí un activo de elección en la carrera por la miniaturización que han establecido los investigadores del Centro desarrollado materiales y estudios estructurales (CEMES) del CNRS. Además de cargar una sola molécula, a voluntad y tan absolutamente reversibles, han demostrado la relación entre esta carga y la forma de la molécula. La molécula por lo tanto puede ser visto como un bit de información o un sistema electromecánico nanoescala. Este sube y baja perfectamente controlada molecular es muy interesante para la realización de ultra-densos recuerdos o motores nano. Estos resultados se publican en las revista Physical Review Letters.

Lo que los investigadores se dieron cuenta del Centro de Desarrollo de materiales y estudios estructurales del CNRS (CEMES) en Toulouse, que se conoce como un interruptor molecular. Esta es una molécula que puede adoptar uno u otro estado o un estado B por la acción de un estímulo externo. En este experimento, los estados corresponden a dos diferentes geometrías de la molécula: retiene su composición, sino que simplemente cambia de forma. Para inducir este cambio, aquí hay que añadir un electrón de la molécula (estímulo externo).Mediante la adición de un electrón a la molécula, se introduce una fuerza repulsiva adicional. Algunos átomos por lo tanto se repelen entre sí y la forma de cambio molécula una configuración plana y un voluminoso cuadrado configuración piramidal. Desde un punto de vista técnico, la operación se hace posible por el El uso de un microscopio de efecto túnel. Se sirve tanto de la cámara para resaltar la forma de la molécula y también herramienta para la inyección de electrones: con una tensión eléctrica aplicada por la punta del microscopio, la molécula adquiere un electrón y cambia de forma a convertido piramidal. El proceso es completamente reversible mediante la aplicación de una tensión opuesta a la de electrones se elimina de la molécula y que vuelve a su forma plana y una carga neutra. Investigadores del CNRS han realizado mediciones del estado de carga de la molécula en ambas configuraciones utilizando un microscopio de fuerza atómica y demostró la estrecha relación entre el estado de carga y la geometría de la molécula. Este interruptor abre el camino para muchas aplicaciones, incluyendo la síntesis de las unidades de memoria elementales en la escala de una molécula. Esta capacidad de la molécula para atrapar una carga y volver a la solicitud puede ser considerado para la codificación de información binaria. Además de estas aplicaciones en electrónica molecular, es posible explotar la transformación geométrica de la molécula para hacer una máquina molecular. El control de transferencia de carga que lleva a la transformación geométrica que, por ejemplo la realización de un motor paso a paso. Este trabajo fue parcialmente financiado por la Comisión Europea como parte del proyecto de artista.

Esquema Gauthier


© CEMES / CNRS

– Arriba: Las imágenes obtenidas por microscopía de efecto túnel que ilustra la secuencia de conmutación reversible de una molécula en una película aislante delgada. 
inferiores: -. diagramas correspondientes a la geometría en función del estado de carga de la molécula de 
la izquierda hay dos moléculas planas y cuadradas eléctricamente neutros.Su tamaño es alrededor de 1 nanómetro. Mediante la colocación de la punta del microscopio por encima de la molécula y la izquierda mediante la aplicación de un voltaje de 2V, la molécula es responsable de un electrón extra causando un cambio conformacional hacia una geometría piramidal (imagen del medio). Esta conmutación es completamente reversible: cuando se aplica el voltaje opuesto, la molécula se descarga y vuelve a su aspecto original (imagen derecha).


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