| Molecole complesse: ora e' possibile "fotografare" gli orbitali elettronici |
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Il risultato, ottenuto da una ricerca congiunta tra l'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Ifn-Cnr)-Dipartimento di fisica del Politecnico di Milano e descritto in un articolo apparso sulla rivista Nature Physics, consente di visualizzare direttamente la disposizione degli elettroni nello spazio, un parametro, questo, che determina le proprietà chimico-fisiche della stessa molecola. “Fino a oggi nessuno degli studi sul comportamento di molecole complesse è mai riuscito a ottenere una ‘fotografia’ dell’orbitale molecolare, di cui si erano ricavate informazioni solo in modo indiretto”, ha sottolineato Caterina Vozzi dell’Ifn-Cnr, primo autore dello studio. “La nuova tecnica risulta di fondamentale importanza. Le sue applicazioni più rilevanti sono nel campo della biologia: in particolare, la visualizzazione diretta di ciò che accade nelle reazioni foto-chimiche in cui, a seguito dell'assorbimento di luce, le molecole modificano la propria conformazione, per esempio nel meccanismo di autoprotezione del DNA dai raggi ultravioletti. Nel campo della biochimica, invece, essa permetterà di comprendere meglio, tra gli altri, i cicli metabolici, nei quali le molecole con identica formula chimica ma con disposizione degli atomi speculare hanno ruoli completamente diversi”. Al cuore del sistema vi è un dispositivo laser in grado di emettere impulsi estremamente intensi e di durata dell’ordine dei femtosecondi (milionesimi di miliardesimi di secondo). “La tomografia dell’orbitale molecolare funziona mediante un primo impulso laser ultrabreve", ha aggiunto Salvatore Stagira del Politecnico di Milano, autore senior dello studio. “Le molecole sono forzate a ruotare su se stesse in modo da ottenere le differenti ‘immagini’ necessarie per la ricostruzione dell’orbitale molecolare. Un secondo impulso induce poi le molecole a emettere luce ultravioletta. Infine, cambiando il ritardo tra i due impulsi, si ottengono le immagini delle molecole orientate a vari angoli, dall’insieme delle quali è possibile ricostruire la struttura completa dell’orbitale”. |
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