Un team
internazionale composto da ricercatori del Politecnico di Milano, del Consiglio
Nazionale delle Ricerche con l’Istituto di fotonica e nanotecnologie (CNR-IFN)
e l’Istituto di struttura della materia (CNR-ISM), dell’Universidad Autónoma de
Madrid, dell’Universidad Complutense de Madrid e del Sincrotrone di Trieste, ha
catturato i primi istanti del trasferimento di carica in una molecola dopo
l’interazione con impulsi ad attosecondi.
Lo studio è
pubblicato su Nature Chemistry: Gli scienziati hanno misurato in quanto
tempo un elettrone si sposta da un atomo al legame chimico adiacente, e quali
sono i cambiamenti strutturali subiti dalla molecola nello stesso intervallo di
tempo ultrarapido. Il lavoro è il frutto del progetto europeo TOMATTO,
finanziato da un prestigioso ERC Synergy Grant.
In natura, la
fotosintesi dà energia a piante e batteri; nei pannelli fotovoltaici la luce
del Sole viene convertita in energia elettrica. Tutti questi processi sono
guidati dal movimento degli elettroni e comportano il trasferimento di carica a
livello molecolare. La redistribuzione della densità elettronica nelle
molecole, dopo che queste assorbono la luce, è un fenomeno ultrarapido di
grande importanza, che coinvolge effetti quantistici e dinamiche molecolari.
“La capacità di
misurare queste dinamiche con una precisione temporale estrema non solo svela i
segreti dei processi fisici, ma apre nuove strade per progettare molecole in
grado di controllare e potenziare questi effetti”, afferma Rocío Borrego
Varillas, ricercatrice del Cnr-IFN.
Gli scienziati
hanno svelato nuovi segreti sulle dinamiche ultraveloci delle molecole, grazie
all’impiego di impulsi ad attosecondi. Questa ricerca getta nuova luce
sull'affascinante danza tra elettroni e nuclei in molecole di interesse
tecnologico, portando la nostra comprensione dei processi chimici a un livello
totalmente nuovo.
Si è scoperto
che il trasferimento di elettroni dal gruppo amminico donatore avviene in meno
di 10 femtosecondi (ossia 10ˉ14 secondi).
Tale trasferimento è accompagnato da un movimento sincronizzato di nuclei ed
elettroni. Successivamente, si verifica un processo di rilassamento che si
sviluppa su una scala temporale inferiore ai 30 femtosecondi.
“Questo studio non solo svela i misteri delle
dinamiche ultraveloci nelle molecole, ma getta anche le basi per future
ricerche nel settore, aprendo le porte a incredibili progressi, sia nella
teoria che nelle applicazioni pratiche della scienza degli attosecondi” afferma
Mauro Nisoli, Docente del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano.
Nella foto: Il team di ricerca nei laboratori del Dipartimento di fisica del Politecnico di Milano.
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