1,65 MJ/kg en una pirimidona: cinco veces más densidad que el azobenceno

1,65 MJ/kg en una pirimidona: cinco veces más densidad que el azobenceno#

Un equipo en Boston sintetizó cuatro pirimidonas inspiradas en bases del ADN, las irradió con luz UV y midió cuánto calor liberaban al añadirles una gota de ácido. La elegida (P-3) se convierte en su isómero Dewar y almacena 1,65 megajoules por kilogramo: el récord actual entre los sistemas MOST (Molecular Solar Thermal), que llevan 40 años intentando superar al cis-azobenceno (~0,3 MJ/kg). Con 106 mg del polvo y 1 mmol de HCl, hierven 1 mL de agua.

El hallazgo: 5,2 veces más densidad energética que el cis-azobenceno, 87% de eficiencia en la transferencia de calor al medio (vs 42% en azobenceno), y la elección de P-3 sobre P-4 (que tiene mejor rendimiento cuántico) porque P-4 es líquido inmiscible — un compromiso real entre eficiencia y manejabilidad.

Gráfica clave#

Comparación macroscópica del calor liberado por cada material

Reproducir#

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O localmente:

pip install pandas matplotlib numpy
jupyter execute notebook.ipynb

Datos#

Las 6 tablas vienen del Supporting Materials del paper (mismas mediciones que el dataset oficial de Dryad, en formato agregado):

  • datos/01_quantum_yields_uv_vis.csv — Coeficiente de extinción molar, rendimiento cuántico Φ y λmax para P-1 a P-4 a 310 nm en acetonitrilo (4 filas)

  • datos/02_dft_energy_density.csv — Cálculos DFT (ωB97X-D/def2-TZVPP) de ΔH, ΔG, λmax y densidad energética para 7 sustratos pirimidona (7 filas)

  • datos/03_physicochemical_properties.csv — Temperatura de pérdida 5%, punto de fusión y solubilidad acuosa para P-1 a P-4 (4 filas)

  • datos/04_specific_heat_capacity.csv — Cp en J·g⁻¹·K⁻¹ para las 4 pirimidonas a 25–65 °C (18 filas)

  • datos/05_activation_energy.csv — Parámetros Arrhenius/Eyring de la reversión D→P para D-2, D-3, D-4 (3 filas)

  • datos/06_macroscopic_heat_release.csv — 5 experimentos calorimétricos comparando D-3 vs cis-azobenceno vs cis-estilbeno vs P-3 sin reversión (6 filas)

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