El hallazgo, publicado en la revista científica CHEM, contó con un equipo formado por científicos de España, Argentina, Japón y Suecia.
El trabajo permitió fabricar por primera vez un material bidimensional metal-orgánico utilizando átomos de flúor como elementos de unión con un metal.
Hasta ahora, los halógenos como el flúor se descartaban para construir redes metal-orgánicas porque se consideraba que su unión con los metales era demasiado débil e inestable.
Su elevada electronegatividad hacía pensar que solo podía coordinarse a nivel molecular, lo que impedía su uso para construir materiales complejos, explicaron fuentes del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), de España, en un comunicado.
La investigación contó con la participación del investigador del español Consejo Superior de Investigaciones Científicas en el INMA, Jorge Lobo.
El estudio demostró que, bajo determinadas condiciones y en contacto con superficies metálicas, el flúor puede actuar como un ligando estable, es decir, como un elemento de conexión sólido dentro del material. Este resultado abre la puerta al desarrollo de una nueva generación de materiales avanzados y amplía el catálogo de compuestos bidimensionales disponibles.
Los materiales 2D, formados por una sola capa de átomos, presentan propiedades electrónicas únicas. Por ello se consideran estratégicos para aplicaciones en electrónica molecular, telecomunicaciones, sensores biomédicos, tecnologías cuánticas y sistemas energéticos como baterías o catalizadores.
Para lograr el nuevo material, los investigadores utilizaron moléculas de subftalocianinas fluoradas con forma cóncava, similares a un cuenco. Estas se depositaron sobre una superficie de oro y se calentaron ligeramente, lo que provocó su autoensamblaje en una red bidimensional ordenada. En esta estructura, seis átomos de flúor se coordinan con un átomo de oro, generando una red ligeramente ondulada.
Las evidencias experimentales se obtuvieron mediante técnicas de microscopía de resolución atómica del Laboratorio de Microscopías Avanzadas de la Universidad de Zaragoza, norte de España, junto con cálculos teóricos.
A pesar de su curvatura, la red mantiene una deslocalización electrónica continua, lo que permite el movimiento eficiente de electrones, una propiedad clave para dispositivos electrónicos a escala nanométrica.
El trabajo introduce además un concepto novedoso: utilizar la curvatura molecular como herramienta de diseño. La forma tridimensional de las moléculas permite controlar la reactividad química y las propiedades electrónicas del material, lo que abre nuevas estrategias para crear compuestos funcionales con elementos hasta ahora poco explorados.
Este avance permite desarrollar materiales para electrónica molecular, componentes ultrafinos, sensores de alta sensibilidad o dispositivos energéticos más eficientes. También sienta las bases para explorar nuevas arquitecturas en tecnologías cuánticas y sistemas electrónicos de próxima generación.