Resuelven, tras 20 años, el misterio de los anillos moleculares

Aunque la molécula doble de benceno intentó revelar su estructura en experimentos realizados en 1993, los químicos de aquel tiempo fueron incapaces de encontrar explicación para los picos espectrales que se observaron. Ahora, 20 años después, un grupo de investigadores ha postulado una teoría que describe exactamente la posición de los anillos de benceno en relación del uno con el otro y su posible movimiento.

El benceno es una molécula que tiene una estructura en forma de anillo hexagonal. Don anillos de benceno pueden forma una bi-molécula estable (dímero). Hay dos maneras diferentes en que se pueden posicionar relativamente la una respecto de la otra: una en posición horizontal y otra en lo alto o una en horizontal y otra en vertical en la parte superior derecha. Si los anillos son parte de una molécula mayor, su configuración influye en el plegamiento de la molécula o el enlace entre dos moléculas, que a su vez afecta en gran medida la actividad biológica de la molécula.

El espectro de dímero benceno fue registrado por primera vez en 1993, con el objetivo de descubrir más acerca de su estructura y dinámica. Los experimentos produjeron patrones característicos con cuatro picos, los cuales nadie pudo descifrar durante 20 años. Recientemente, un grupo de investigadores repitió los experimentos usando equipamiento más avanzado con la esperanza de que, junto con los cálculos realizados por otros científicos, se pudiese aclarar el misterio. Sin embargo, el problema permaneció sin solución. Ahora, usando un nuevo modelo teórico y datos experimentales, los patrones espectrales han sido descifrados satisfactoriamente y la dinámica que los causa explicada.

Según explican los investigadores, el viejo modelo no está equivocado, solo que era muy complicado. Como resultado, los cálculos computacionales realizados usando el modelo eran demasiado imprecisas para ser capaces de calcular los patrones de los picos. Por tanto era necesario había que reescribir el modelo desde lo básico, tras lo cual los patrones espectrales surgieron de los cálculos. La clave del éxito fue la idea de anillos rotando en sincronización. Trabajan conjuntamente para cambiar rápidamente entre un mínimo de energía y otro. Esto da lugar, mediante procesos de efecto túnel, en el registro de patrones de picos.

Via Radboud University Nijmegen