Transformación de estructuras cristalinas

Los materiales monocristalinos contienen una única red cristalina continua sin defectos ni impurezas. Esas propiedades especiales dotan a los monocristales de utilidad para las industrias mecánica, óptica y eléctrica.

El proyecto financiado con fondos europeos SCSCT (Solid state chameleons: Chemical transformations as single crystal transitions) se propuso hacer pasar un material cristalino de una estructura a otra utilizando un proceso conocido como transformación de monocristal en monocristal (SCSCT).

Los investigadores realizaron inicialmente una búsqueda en una base de datos de estructuras cristalinas para identificar posibles moléculas en las que se pudiera llevar a cabo la reacción de SCSCT. Después estudiaron en más detalle la estructura cristalina de unas pocas seleccionadas para ver cómo podía funcionar la reacción.

En el proyecto SCSCT se utilizó asimismo una propiedad inusual de ciertos materiales sólidos que existen en más de una forma o estructura cristalina. Conocida como polimorfismo, permite a los químicos modificar las propiedades físicas y químicas de los materiales cambiando su conformación estructural.

Los investigadores crearon dos complejos metálicos polimórficos haciendo reaccionar entre sí compuestos que contenían ácido borónico y cobre, respectivamente. El análisis de la estructura cristalina de cada uno de ellos mostró que esos compuestos polimórficos se podían utilizar para crear estructuras cristalinas más grandes con propiedades útiles.

Los químicos indujeron asimismo la reacción de SCSCT en un complejo de zinc para crear dos formas diferentes de un sólido metálico. Primero añadieron cloruro de zinc a un disolvente para crear monocristales con estructura de cinta. Después calentaron los monocristales hasta obtener una nueva estructura; curiosamente, la transformación resultó ser reversible mediante enfriamiento.

La información obtenida en este proyecto sobre las estructuras monocristalinas y las reacciones químicas que las forman es aplicable a cualquier molécula o tipo de reacción. En último término, eso ayudará a desarrollar nuevos materiales cristalinos especiales.