Autoensamblaje de las supramoleculas metálicas bajo control cinético o termodinámico: Caracterización de isómeros...

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular
• Ciencias de los materiales
• Física Química

Sus antecedentes:

• El autoensamblaje impulsado por la coordinación es una estrategia clave de abajo hacia arriba para construir estructuras discretas.
• Comprender si el autoensamblaje opera bajo control cinético o termodinámico es crucial pero poco explorado, especialmente para sistemas con múltiples isómeros.
• Los métodos de caracterización para el estudio de mecanismos complejos de autoensamblaje son limitados.

Objetivo del estudio:

• Investigar el control mecanicista (cinético frente a termodinámico) del autoensamblaje en sistemas que producen múltiples isómeros.
• Desarrollar y aplicar una estrategia gradual para la construcción y caracterización de supermoléculas metálicas gigantes con isómeros posicionales.
• Diferenciar y cuantificar varios isómeros en solución y en un sustrato.

Principales métodos:

• Se empleó una estrategia gradual que combina el auto-reconocimiento y el auto-ensamblaje.
• Se utilizó microscopía de túnel de barrido de baja temperatura y ultraalto vacío (UHV-LT-STM) y espectroscopia de túnel de barrido (STS) para la diferenciación de isómeros.
• Se realizaron cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para respaldar los hallazgos experimentales.

Principales resultados:

• Se han construido con éxito supermoléculas metálicas gigantes que exhiben 8 isómeros posicionales en solución.
• Se diferenciaron inequívocamente 14 isómeros en un sustrato, correlacionados con los 8 isómeros de la solución.
• Obtuvo probabilidades experimentales para 162 estructuras y las comparó con probabilidades teóricas.

Conclusiones:

• El control cinético y termodinámico están presentes en este sistema de autoensamblaje.
• El aumento observado en las probabilidades de isómeros experimentales sobre las teóricas indica un papel significativo para el control termodinámico.
• El estudio proporciona un método robusto para caracterizar procesos complejos de autoensamblaje con múltiples isómeros.