Moléculas con memoria a temperatura ambiente

Un nuevo paradigma ha aparecido en el ICIQ, demostrando que unas novedosas moléculas pueden ofrecer histéresis térmica incluso cuando están aisladas en medio líquido. La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades incluso cuando desaparece el estímulo que la ha generado. Un caso ilustrativo es cuando el hierro se expone a un campo magnético; permanecerá magnetizado indefinidamente hasta que algún tipo de energía se transfiera al sistema, como un campo magnético en dirección opuesta. Este efecto de memoria magnética se emplea, por ejemplo, para registrar información en los discos duros de nuestros ordenadores.

La ventaja de que pequeños componentes puedan almacenar información es clara en términos de espacio y consumo de energía. Las moléculas representan la unidad de miniaturización definitiva, pero se consideraba imposible mantener el efecto memoria magnética, pues este se pierde rápidamente por activación térmica en la nanoescala. Es el caso de los imanes unimoleculares (SMM; del inglés Single Molecule Magnets), que requieren temperaturas extraordinariamente bajas (– 193 °C) para exhibir esta propiedad.

La aparición de un efecto memoria a nivel unimolecular, incluso en dilución, se encontró en una molécula, un complejo polianiónico de hierro, que presenta el fenómeno de cruce de spin (SCO; del ingés Spin Crossover). Hasta este momento, en el modelo elástico clásico y bien aceptado para los sistemas SCO se excluía la aparición de biestabilidad molecular, ya que un efecto memoria sólo estaría permitido cuando aparecía una transición de fase cristalina asociada.

El efecto memoria en este polianión a temperatura ambiente se ha confirmado gracias amúltiples evidencias experimentales, incluidas técnicas magnéticas y espectroscópicas, estudiadas tanto en mezclas sólidas diluidas como en fase líquida. En todas las pruebas se pudo observar la aparición del efecto de memoria en una única molécula a temperaturas próximas a temperatura ambiente. Estos resultados representan el éxito del trabajo en equipo, después de casi ocho años de los grupos de José Ramón Galán-Mascarós, Mónica H. Pérez-Temprano y Julio Lloret-Fillol.