Actualizado 12/05/2017 19:59

Investigadores detectan directamente enlaces de hidrógeno

Ejemplo de enlace de hidrógeno intermolecular
M STONE/WIKIPEDIA

   MADRID, 12 May. (EUROPA PRESS) -

   Científicos han logrado estudiar la fuerza de los enlaces de hidrógeno en una sola molécula utilizando un microscopio de fuerza atómica.

   Investigadores de la red del Instituto Suizo de Nanociencia de la Universidad de Basilea revelan los resultados en la revista 'Science Advances'.

   El hidrógeno es el elemento más común en el universo y es una parte integral de casi todos los compuestos orgánicos. Las moléculas y secciones de macromoléculas están conectadas entre sí a través de átomos de hidrógeno, una interacción conocida como enlace de hidrógeno. Estas interacciones juegan un papel importante en la naturaleza, porque son responsables de propiedades específicas de proteínas o ácidos nucleicos y, por ejemplo, también aseguran que el agua tenga una temperatura de ebullición alta.

   Hasta la fecha, no ha sido posible realizar un análisis espectroscópico o microscópico electrónico de hidrógeno y los enlaces de hidrógeno en moléculas individuales, y las investigaciones usando microscopía de fuerza atómica tampoco han dado resultados claros.

   El doctor Shigeki Kawai, del equipo del profesor Ernst Meyer, en el Instituto Suizo de Nanociencia y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea, ha logrado utilizar un microscopio de fuerza atómica de alta resolución para estudiar los átomos de hidrógeno en los compuestos de hidrocarburos cíclicos individuales.

   En estrecha colaboración con colegas de Japón, los investigadores seleccionaron compuestos cuya configuración se parece a la de una hélice. Estos propelanos se disponen sobre una superficie de tal manera que dos átomos de hidrógeno siempre apuntan hacia arriba. Si la punta del microscopio de fuerza atómica, que funciona con monóxido de carbono, se aproxima lo suficiente a estos átomos de hidrógeno, se forman enlaces de hidrógeno que luego pueden examinarse.

   Los enlaces de hidrógeno son mucho más débiles que los enlaces químicos, pero más fuertes que las interacciones intermoleculares de van der Waals. Las fuerzas y distancias medidas entre los átomos de oxígeno en la punta del microscopio de fuerza atómica y los átomos de hidrógeno del propelano corresponden muy bien a los cálculos realizados por el profesor Adam S. Foster de la Universidad de Aalto, en Finlandia. Muestran que la interacción claramente implica enlaces de hidrógeno.

   Las mediciones significan que pueden excluirse las fuerzas de van der Waals mucho más débiles y los enlaces iónicos más fuertes. Con este estudio, los investigadores de la red del Instituto Suizo de Nanociencias de la Universidad de Basilea han abierto nuevas formas de identificar moléculas tridimensionales, como ácidos nucleicos o polímeros, mediante la observación de átomos de hidrógeno.