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Revista +Ciencia de la Facultad de Ingeniería - - Contenido -

La in­ge­nie­ría de­trás del es­pio­na­je Da­niel Por­fi­rio Sar­mien­to Va­lle y Pa­blo Vidal García

Es­bo­zo de la sín­te­sis de mecano mo­lé­cu­las Co­mo ya se men­cio­nó, se par­te de blo­ques de cons­truc­ción su­pra­mo­le­cu­la­res de muy di­ver­sa na­tu­ra­le­za. Lo si­guien­te es idear, en tér­mi­nos de la to­po­lo­gía de las mo­lé­cu­las, có­mo ar­mar­las, no en tér­mi­nos quí­mi­cos sino geo­mé­tri­cos, pa­ra que ten­gan la for­ma que se bus­ca. Hay di­fe­ren­tes es­tra­te­gias pe­ro son al­gu­nas po­cas las do­mi­nan­tes. Nos cen­tra­re­mos en ellas. En el ca­so de los ro­ta­xa­nos los mé­to­dos de sín­te­sis com­pren­den: en­he­bra­do (th­rea­ding), en­tram­pa­mien­to (trap­ping), en­gan­cha­do (clip­ping) y des­li­za­mien­to (slip­ping). A ni­vel de mo­de­los sim­ples se en­tien­den me­jor en for­ma grá­fi­ca [Ver la Fi­gu­ra 10]. Re­quie­re te­ner los to­pes y el eje. Pa­ra los ca­te­na­nos la idea es unir ani­llos abier­tos con ani­llos ce­rra­dos, ya que es­tán en­gar­za­dos se cierran con un áto­mo con car­ga po­si­ti­va o en for­ma co­va­len­te con una mo­lé­cu­la. Es po­si­ble en­ca­jar una en­ti­dad hués­ped en los ani­llos, si exis­te la fuer­za pa­ra man­te­ner­la ahí. Des­de lue­go es po­si­ble en­ca­jar ani­llos abier­tos con otros que tam­bién es­tén abier­tos y lue­go ce­rrar to­dos. Los pa­sos men­cio­na­dos pue­den ocu­rrir en for­ma si­mul­tá­nea o pa­so a pa­so. El ca­so de los nu­dos es­tá ilus­tra­do (véa­se nú­me­ro an­te­rior) y se de­no­mi­na ma­cro­ci­cli­za­ción. La idea es es­co­ger es­truc­tu­ras que cuan­do se en­tre­la­cen for­men el nu­do. Un sí­mil es co­mo si hi­cié­ra­mos un nu­do ame­ri­cano de za­pa­tos (en dia­go­na­les) jun­tan­do cru­ces y lue­go unien­do los ex­tre­mos. Por la ex­ten­sión po­si­ble pa­ra es­te tra­ba­jo su­ge­ri­mos con­sul­tar la sín­te­sis de mo­lé­cu­las reales en las re­fe­ren­cias 4 a 6, y có­mo se ha­cen en un la­bo­ra­to­rio en la re­fe­ren­cia 7. Re­cor­dar la advertencia de que tra­ba­jar con mu­chos de es­tos com­pues­tos tie­ne sus ries­gos; tam­bién que na­da nos di­rá qué te­ne­mos en el ma­traz has­ta no ha­cer un com­pli­ca­do análisis es­truc­tu­ral.

Apli­ca­cio­nes En tér­mi­nos ge­ne­ra­les las apli­ca­cio­nes de la QS, y en par­ti­cu­lar del en­la­ce me­cá­ni­co, de­pen­den tan­to del di­se­ño me­cá­ni­co de la mo­lé­cu­la –en­ten­di­do co­mo me­ca­nis­mo fí­si­co– así co­mo de sus pro­pie­da­des quí­mi­cas. El di­se­ño me­cá­ni­co sig­ni­fi­ca que cual­quier ma­cro me­ca­nis­mo, di­ga­mos de plás­ti­co o me­tal, pue­de ser re­pli­ca­do a ni­vel nano pa­ra rea­li­zar las mis­mas fun­cio­nes. Así, nos to­pa­mos con:

Fi­gu­ra 9. Iso­me­ris­mo me­cá­ni­co qui­ral de ca­te­na­nos y nu­dos. Las lí­neas azu­les son es­pe­jos. Se com­pa­ra con la qui­ra­li­dad quí­mi­ca en­tre enan­tió­me­ros.

Fi­gu­ra 10. Prin­ci­pa­les ru­tas sin­té­ti­cas de los ro­ta­xa­nos: (a) en­he­bra­do, (b) en­gan­cha­do (c) des­li­za­mien­to y (d) en­tram­pa­mien­to [Fuen­te: Refs. 3 y 4].

Fi­gu­ra 11. Ejem­plo de ru­ta sin­té­ti­ca de los ca­te­na­nos (in­ter­loc­ked ).

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