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Physical Chemistry

Las últimas palabras sobre carbinos de Harry Kroto

Algunas simulaciones indican que el alótropo monodimensional de carbono resulta meramente teórico.

by Matt Davenport
May 12, 2016 | APPEARED IN VOLUME 94, ISSUE 20

 

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Credit: J. Phys. Chem. Lett.
A crystal structure of gold-stabilized carbon chains proposed by Kroto, Buseck, and Tarakeshwar. The box shows the unit cell of the “pseudocarbyne.”
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Credit: J. Phys. Chem. Lett.
Una estructura de cadenas de carbono estabilizadas por oro, propuesta por Kroto, Buseck y Tarakeshwar. La caja indica la celda unidad del “pseudocarbino”.

Dieciséis días antes de su muerte el mes pasado, el Premio Nobel Harold W. Kroto publicó un estudio junto con sus compañeros de la Universidad del Estado de Arizona que concluía de esta manera: “Lo esencial es que el carbino, alótropo lineal del carbono, continúa siendo tan elusivo y teórico como siempre.”

El equipo, liderado por Peter R. Buseck y Pilarisetty Tarakeshwar del Estado de Arizona, usó la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) para llevar a cabo simulaciones que sugerían que un informe reciente sobre la creación de carbinos pasaba por alto un elemento importante, concretamente el oro.

El pasado Octubre, Guowei Yang de la Universidad de Sun Yat-sen y sus colaboradores anunciaron haber conseguido cristales de carbino con la ayuda de oro (Sci. Adv. 2015, DOI: 10.1126/sciadv.1500857). Disparando un láser sobre un blanco de oro en etanol se forma un pequeño plasma sobre la superficie donde el carbino puede cristalizar, dijo el equipo.

Aunque la microscopía de transmisión de electrones reveló que las nanopartículas de oro descansaban sobre el exterior de las estructuras cristalinas, análisis posteriores, incluyendo espectroscopía Raman, llevaron al equipo de Yang a concluir que el oro no estaba integrado en los cristales. En otras palabras, la sustancia era carbino, una secuencia de átomos de carbono unidos alternando enlaces sencillos y enlaces triples.

Los investigadores del estado de Arizona y Kroto contestaron al informe con una carta en Science Advances en enero y ahora tienen datos de simulaciones que indican que el material se compone de cadenas de carbono estabilizado por nanopartículas de oro  (J. Phys. Chem. Lett. 2016, DOI: 10.1021/acs.jpclett.6b00671). La identificación errónea de pseudocarbino estabilizado con oro como carbino puro puede apuntar hacia una interpretación errónea de los datos, dice Buseck.

Por ejemplo, el equipo de Yang declaró que un pico en el espectro experimental de la espectroscopía Raman correspondía con un enlace sencillo carbono-carbono dentro del carbino. Además las simulaciones no reproducían ese pico a no ser que las cadenas lineares de carbono estuvieran acopladas a las partículas de oro. La aparición de ese pico se debe probablemente al mismo efecto del plasma que los metales producen en una espectroscopía Raman realzada por superficie.

Yang, sin embargo, defiende la valoración inicial de su equipo. Los objetivos de diferentes metales, como por ejemplo paladio, producen cristales que reproducen espectros idénticos, dice él, aunque eso no se mostrara en el estudio de octubre. Metales diferentes podrían tener espectros diferentes si formaran parte del cristal. Yang dice que el trabajo computacional es “sólo una simulación teórica, sin que esté apoyada por observaciones experimentales”.

Las medidas experimentales existen, pero todos los datos fueron recogidos por el equipo de Yang, expone Buseck. Añade que había intentado sin éxito obtener muestras de Yang para analizarlas. Aunque las cadenas de carbono estabilizadas con metales no sean carbinos, podrían ser una nueva e interesante clase de material, pero será sólo una especulación mientras no haya más pruebas experimentales, dice Buseck.

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Rik R.Tykwinski, quien estudia cadenas largas de carbono en la Universidad Friedrich Alexander, Erlangen-Nuremberg, dice que cree completamente en el trabajo hecho por Kroto, Buseck y Tarakeshwar. “Kroto solía aportar la voz del sentido común en este campo, algunas veces en voz baja y otras algo ruidosamente,” dice Tykwinski. Con esta última publicación, añade, “el legado de Kroto perdura”.


Traducción al español producida por Marta Isabel Gutiérrez Jiménez de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.

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