Investigadores de Química Orgánica de la USC consiguen ordenar cambios en la estrutura de polímeros helicoidales a través de estímulos externos

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA

La revista Chemical Science acaba de publicar, destacado en su portada, un trabajo de investigadores del CiQUS que contribuye a entender cómo funcionan los mecanismos de transmisión de información estructural entre moléculas. Este trabajo, desarrollado por Félix Freire (investigador Ramón y Cajal y miembro del grupo liderado por los Profesores Ricardo Riguera y Emilio Quiñoá) forma parte de una línea de investigación centrada en el estudio de nuevos sensores, basados en polímeros inteligentes que responden a estímulos externos.

Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas, llamadas monómeros. Cuando este tipo de moléculas se unen surgen polímeros de múltiples formas, pudiendo estar constituidos por uno o varios tipos de monómeros. En el caso de los polímeros helicoidales estas macromoléculas tienen forma de hélice, adoptando según su diseño original un sentido de giro hacia la izquierda o la derecha -al igual que sucede con la rosca de un tornillo-.

Actualmente, se conoce que el sentido de giro de estos polímeros está relacionado con el tipo de monómero que los conforma (es decir, con las moléculas que constituyen el polímero), produciéndose incluso casos en los que el monómero no es capaz de definir un único sentido de giro para todo el polímero; de esta manera, las estructuras de hélice que se obtienen mezclan giros a ambos lados. Por otra parte, existen también polímeros con dos moléculas diferentes, conocidos como «copolímeros»; en estos casos hay un tipo de molécula activa, que induce al resto a un sentido de giro determinado (llamada «molécula sargento») y otra pasiva («molécula soldado»), que es forzada a adoptar el mismo sentido de giro de la primera. Gracias a este mecanismo de «transmisión de información», el copolímero puede finalmente obtener un sentido de giro uniforme en toda su estructura.

Los resultados publicados muestran como, tras diseñar un copolímero formado por dos tipos de monómeros (esto es, con ambos sentidos de giro), los investigadores han logrado activar una de estas «moléculas soldado» añadiendo iones metálicos (calcio, magnesio, zinc, litio), de tal forma que deja de ser pasiva para convertirse en «molécula sargento» y, por lo tanto, con capacidad para forzar que todo el polímero adopte el mismo sentido de giro. Los investigadores han conseguido, además, definir un sentido de giro específico modificando el tipo de metal añadido.

El trabajo que ahora ve la luz está enmarcado en las líneas de investigación que el grupo desarrolla en el CiQUS. En los últimos años, este grupo ha publicado numerosos artículos en las revistas científicas de mayor prestigio en el ámbito de la química, como Angewandte Chemie (2010 y 2011), Journal of the American Chemical Society (2012) y Chemical Science (2013).