I raggi del trattore a un atomo alimentano la catalisi chimica

I raggi del trattore a un atomo alimentano la catalisi chimica. Credito: Team di ricerca, Laboratorio Cavendish, Dipartimento di Fisica, Università di Cambridge

Intrappolando la luce in minuscole fessure larghe solo pochi atomi, un team del NanoPhotonics Center presso il Cavendish Laboratory dell’Università di Cambridge ha ingrandito le forze ottiche di mille volte, abbastanza forti da forzare gli atomi in posizioni che guidano le reazioni chimiche in modo più efficiente.

“Abbiamo trovato un nuovo modo per rafforzare le forze della luce, abbastanza per spostare ora gli atomi di metallo, e questa è la chiave per ridurre la barriera energetica per far funzionare la catalisi più facilmente”, spiega il ricercatore co-responsabile Shu Hu.

I deboli raggi del trattore vengono utilizzati per realizzare pinzette ottiche in grado di sondare i processi biologici con fasci di luce strettamente focalizzati che intrappolano microoggetti trasparenti di vetro o polimero. Ma usare la luce per strappare singoli atomi dai solidi richiede forze molto più forti. Ora un team del NanoPhotonics Center nel Cavendish Laboratory ha mostrato un modo per costruire minuscole fessure che amplificano le forze ottiche della luce visibile. Li usano per estrarre singoli atomi d’oro da un cristallo, avvicinarli vicino a un legame molecolare e osservarne gli effetti direttamente sul loro flop e vibrazione. Pubblicato in La scienza avanza mostrano nuovi modi per far agire la luce in modo potente e suggeriscono nuovi approcci per guidare le trasformazioni chimiche.

Osservare un legame alla volta nei loro esperimenti evita di fare la media su una moltitudine di effetti diversi. “I singoli atomi di metallo sono l’incudine in cui la catalisi forgia nuovi legami chimici”, promette il professor Jeremy Baumberg, “e possiamo iniziare a osservare questo processo in corso e controllarlo”. La catalisi è fondamentale per tutti i prodotti chimici e polimeri artificiali.

“È come guardare la bellissima danza di un atomo e di una molecola in tempo reale”, osserva Hu.


La lente d’ingrandimento più piccola del mondo permette di vedere i legami chimici tra gli atomi


Maggiori informazioni:
Qianqi Lin et al, Soppressione ottica delle barriere energetiche nel legame di una singola molecola-metallo, La scienza avanza (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abp9285

Fornito dall’Università di Cambridge

Citazione: Catalisi chimica di potenza dei fasci del trattore a un atomo (2022, 27 giugno) recuperata il 28 giugno 2022 da https://phys.org/news/2022-06-single-atom-tractor-power-chemical-catalysis.html

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