Los investigadores han creado una molécula con una topología novedosa que se asemeja a una tira de medio Möbius, que requiere cuatro vueltas para regresar al punto de partida. La estructura, hecha con 13 átomos de carbono y dos de cloro, se ensambló en una superficie de oro a bajas temperaturas. Este descubrimiento resalta posibles avances en ingeniería molecular y simulaciones cuánticas.
Químicos dirigidos por Igor Rončević en la Universidad de Manchester en el Reino Unido han desarrollado una molécula que exhibe una forma «medio-Möbius» sin precedentes, descrita como dos veces más inusual que la tradicional tira de Möbius. La tira de Möbius, una banda en bucle con un solo giro, requiere recorrer el bucle dos veces para regresar al lado inicial. En contraste, esta nueva molécula exige cuatro circuitos completos para que una partícula cuántica complete su recorrido de vuelta al origen. La molécula consiste en un anillo formado por 13 átomos de carbono y dos de cloro, construido sobre una fina superficie de oro en condiciones de frío extremo. Se utilizaron herramientas especializadas, incluido un microscopio de fuerza atómica y un microscopio de efecto túnel de barrido, para posicionar los átomos y examinar las propiedades electrónicas. Los electrones en esta estructura se deslocalizan a lo largo del anillo, comportándose como ondas y generando el giro distintivo mediante sus interacciones. Rončević señaló: «Esta molécula es muy nueva y muy inesperada. El atractivo no radica solo en que hayamos creado una molécula con una topología inusual, sino en que también demostramos que esta topología es posible, y nadie lo había considerado realmente». Al aplicar un pequeño pulso electromagnético, el equipo pudo cambiar la quiralidad de la molécula de izquierda a derecha o eliminar el giro por completo, demostrando un control topológico a demanda. Para validar la estructura, se ejecutaron simulaciones tanto en computadoras convencionales como en una computadora cuántica de IBM. Ivano Tavernelli en IBM enfatizó: «Este es un ejemplo de cómo las computadoras cuánticas ya pueden ser útiles para problemas reales de química», en particular para modelar interacciones electrónicas complejas. Los expertos elogiaron el trabajo. Gemma Solomon en la Universidad de Copenhague lo calificó como «un logro notable en varias dimensiones: química orgánica, ciencia de superficies, nanosciencia y química cuántica». Kenichiro Itami en RIKEN lo describió como «un estudio hermoso e inspirador que trae conceptos topológicos abstractos de manera vívida al ámbito de la química molecular», etiquetándolo como una hazaña técnica. Dongho Kim en la Universidad de Yonsei destacó el potencial de la capacidad de conmutación para aplicaciones en sensores, como respuestas a campos magnéticos. Los hallazgos aparecen en Science (DOI: 10.1126/science.aea3321).