Científicos descubren 'supramolécula' que podría ayudar a reducir los desechos nucleares y agrícolas

Investigadores de la Universidad de Indiana informaron la primera evidencia definitiva de una nueva estructura molecular con posibles aplicaciones para el almacenamiento seguro de desechos nucleares y la reducción de sustancias químicas que contaminan el agua y desencadenan grandes muertes de peces.

El estudio proporciona pruebas experimentales de la existencia de un enlace químico entre dos moléculas cargadas negativamente de bisulfato o HSO4.
La existencia de esta estructura, una "supramolécula" con dos iones cargados negativamente, se consideró una vez como imposible, ya que parece desafiar una ley química de casi 250 años que recientemente ha sido objeto de un nuevo escrutinio.

Una parte clave de la ley de Coulomb es la idea de que dos moléculas con la misma carga crean una fuerza repelente que evita la unión química, como dos imanes con el mismo extremo en contacto cercano. Pero recientemente, los expertos han comenzado a argumentar que las moléculas cargadas negativamente con átomos de hidrógeno, como un bisulfato, compuesto de hidrógeno, azufre y oxígeno, también pueden formar enlaces químicos viables.
La existencia de la molécula es posible mediante la encapsulación dentro de un par de macrociclos cyanostar, una molécula desarrollada previamente por el laboratorio de Flood en IU. Fatila y sus colegas estaban tratando de unir una sola molécula de bisulfato dentro de la cyanostar; la presencia de dos iones de bisulfato con carga negativa fue una sorpresa.
 
La capacidad de producir un dímero de bisulfato cargado negativamente también podría avanzar en la búsqueda de soluciones químicas para varios desafíos ambientales. Debido a sus propiedades de extracción iónica, las moléculas podrían usarse potencialmente para eliminar los iones sulfato del proceso utilizado para transformar los desechos nucleares en sólidos almacenables, un método llamado vitrificación, que se ve perjudicado por estos iones, así como para extraer iones de fosfato nocivos del medio ambiente.  

Fatila, E., et al. (2016). Anions Stabilize Each Other inside Macrocyclic Host. Angew. Chem. Int. Ed., 55, 14057