Este es el hallazgo que va a revolucionar la electrónica, la energía y la biomedicina de un investigador del CSIC en Zaragoza

Un equipo internacional de científicos ha logrado romper una barrera histórica en la química al demostrar, por primera vez, que el flúor puede formar redes estables con metales. En este avance, que abre nuevas posibilidades en el diseño de materiales avanzados, ha participado el investigador Jorge Lobo, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza.

El hallazgo, publicado en la revista científica CHEM, supone un cambio de paradigma en la química de materiales. Por primera vez, se ha conseguido fabricar un material bidimensional metal-orgánico utilizando átomos de flúor como elementos de unión con un metal, en este caso el oro.

Hasta ahora, el flúor había sido descartado en este tipo de estructuras por su comportamiento químico. Su elevada electronegatividad hacía que su capacidad de enlace con metales se considerase débil e inestable, lo que impedía su uso en la construcción de redes metal-orgánicas. Sin embargo, este nuevo estudio demuestra que, bajo determinadas condiciones y en contacto con superficies metálicas, el flúor puede actuar como un ligando estable y eficaz.

Este descubrimiento abre la puerta al desarrollo de nuevos materiales bidimensionales, una de las áreas más prometedoras de la ciencia actual. Están formados por una sola capa de átomos --como el conocido grafeno--, presentan propiedades electrónicas únicas que pueden transformar sectores como la electrónica, la energía, las telecomunicaciones o la biomedicina.

Una red atómica inédita

Para este logro, los investigadores utilizaron moléculas denominadas subftalocianinas fluoradas, caracterizadas por su forma cóncava, similar a un cuenco. Estas moléculas fueron depositadas sobre una superficie de oro y sometidas a un ligero calentamiento, lo que permitió su reorganización espontánea.

El resultado fue la formación de una red bidimensional ordenada en la que seis átomos de flúor se coordinan con un átomo de oro. La estructura resultante presenta una ligera ondulación, consecuencia directa de la forma curva de las moléculas utilizadas.

Las evidencias experimentales se obtuvieron mediante técnicas avanzadas en el Laboratorio de Microscopías Avanzadas, donde se emplearon microscopios de barrido de alta resolución capaces de observar la estructura a escala atómica.

Uno de los aspectos más relevantes del nuevo material es que, pese a no ser completamente plano, mantiene una deslocalización electrónica continua. Esto significa que los electrones pueden desplazarse con facilidad a través de la red, una propiedad esencial para su aplicación en dispositivos electrónicos de nueva generación.

La curvatura molecular, clave del descubrimiento

Más allá del hallazgo en sí, el estudio introduce un enfoque innovador en el diseño de materiales: el uso de la curvatura molecular como herramienta estratégica. Tradicionalmente, las estructuras planas han sido prioritarias en este campo, pero este trabajo demuestra que la geometría tridimensional puede ser una aliada.

En este caso, la forma curvada de las moléculas no solo no impide la formación del material, sino que facilita la organización de la red y condiciona sus propiedades electrónicas. Este enfoque podría permitir en el futuro diseñar materiales funcionales a partir de elementos químicos que hasta ahora se consideraban poco adecuados.

De este modo, el flúor --históricamente relegado en este ámbito-- se convierte en una pieza clave para explorar nuevas arquitecturas a escala nanométrica.

Aplicaciones

El potencial de este avance es especialmente relevante en el ámbito de la electrónica molecular. Los materiales bidimensionales son considerados estratégicos por su capacidad para mejorar el rendimiento de dispositivos electrónicos, sensores o sistemas de almacenamiento de energía.

Además, su comportamiento electrónico abre la puerta a aplicaciones en tecnologías emergentes como la computación cuántica o los dispositivos biomédicos avanzados.

El descubrimiento no solo amplía el catálogo de materiales disponibles, sino que también redefine las reglas del diseño químico, permitiendo explorar combinaciones hasta ahora descartadas.

Un entorno científica de referencia

El trabajo se ha desarrollado en el entorno del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), un centro de excelencia que cuenta con la acreditación Severo Ochoa, concedida por la Agencia Estatal de Investigación. Este reconocimiento implica una financiación de 4,5 millones de euros y refuerza su posición como referente en investigación avanzada.

El INMA, fruto de la colaboración entre el CSIC y la Universidad de Zaragoza, reúne a cerca de 300 investigadores y mantiene más de 40 proyectos europeos activos, además de una intensa actividad científica con unas 300 publicaciones anuales.

De este modo se destaca el papel de Aragón en la vanguardia de la investigación científica y subraya la importancia de la colaboración entre instituciones y países para afrontar los retos tecnológicos del futuro.