Scienza, gli elettroni nelle molecole: svelati i segreti del movimento

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Foto di Gerd Altmann da Pixabay

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.