Moléculas «multiconmutables» más eficientes podrían potenciar el almacenamiento de datos
Los fotocromos, o moléculas que pueden existir en dos formas, pueden cambiar de una forma a otra mediante la exposición a la luz. Se utilizan con una amplia gama de finalidades que van del cambio de color en gafas de sol al almacenamiento de datos. Ahora dichos científicos trabajan en aumentar las posibilidades de los fotocromos mejorando sus posibilidades de conmutación. El proyecto MARCHES (Modelling of Architectures Ruled by Coupled or Heightened Excited States), financiado por la Unión Europea, ha sentado las bases para disponer de «multifotocromos» más eficientes. Se trata de moléculas que combinan varias unidades conmutables en un mismo núcleo molecular, lo cual aumenta, potencialmente, la cantidad de datos que podría contener una molécula de un bit de información a un byte o más. «Con la tecnología actual, la mayoría de los compuestos con dos o más conmutadores moleculares son ineficientes ya que, por lo general, solo uno de los conmutadores funciona correctamente. Nuestro objetivo principal fue diseñar moléculas mejoradas, con más de una posibilidad de conmutación, utilizando herramientas de modelización química, en concreto la teoría cuántica del funcional de densidad en función del tiempo. Estas moléculas podrían allanar el camino hacia dispositivos más complejos y eficientes», explica Denis Jacquemin, coordinador del proyecto MARCHES. A lo largo del proyecto, un grupo de científicos desarrolló nuevas técnicas de modelización molecular que podrían cuantificar las interacciones entre los distintos fotocromos dentro de una misma molécula. Esto les permitió descubrir la física que subyace a las limitaciones actuales de las moléculas multifotocromas. «MARCHES se planteó un reto especialmente difícil, ya que los procesos de conmutación inducidos por la luz requieren cálculos de muchos estados excitados acoplados electrónicamente. Sin embargo, logramos establecer una serie de modelos complementarios para distintas situaciones y obtuvimos resultados coherentes con los experimentos», explica Jacquemin. Ahora, estos modelos se pueden utilizar para diseñar fotocromos más eficientes que, más adelante, se podrían emplear en dispositivos de almacenamiento de datos más eficientes o en otros sectores tecnológicos como objetos fotocrómicos que cambian de color para mostrar más de dos colores o prendas de ropa y juguetes novedosos. MARCHES también ha obtenido otros resultados, entre ellos tres nuevas patentes de ciclos alternativos para obtener porfirinas para aplicaciones ópticas como celdas solares, materiales capaces de generar luz blanca para obtener nuevos dispositivos de iluminación y un papel sensible a la luz con marcas ocultas que podría tener aplicaciones para embalaje. Actualmente, el proyecto ya ha finalizado y los investigadores han pasado a estudiar tintes fluorescentes, que podrían tener aplicaciones en medicina, y también trabajan en la predicción semicuantitativa del rendimiento de las reacciones en estados excitados. Esto permitirá realizar predicciones teóricas más precisas para avanzar en experimentos destinados a crear moléculas fluorescentes mejores. «Los investigadores han avanzado de forma importante en la modelización de compuestos y creemos que las aplicaciones en sistemas reales, como en dispositivos de iluminación mejorados, ahora están a nuestro alcance», concluye Jacquemin.
Palabras clave
MARCHES, moléculas conmutables, marcas fluorescentes, iluminación, gafas de sol, embalaje
