Los científicos de la Universidad de Toronto han encontrado una manera de seleccionar el resultado de la reacción química mediante el empleo de un factor esquivo y buscado durante mucho tiempo conocido como el 'parámetro de impacto'.
El equipo de químicos de la U de T, dirigido por el investigador ganador del Premio Nobel John Polanyi, ha encontrado un medio para seleccionar el parámetro de impacto o la distancia de falla por la cual una molécula de reactivo pierde una molécula objetivo, alterando así los productos de la reacción químicaLos hallazgos se publican hoy en Avances científicos .
"Los químicos arrojan moléculas a otras moléculas todo el tiempo con la esperanza de hacer algo nuevo", dice Polanyi, profesor universitario en el Departamento de Química de la U de T. "En este estudio hemos encontrado una manera de controlar el resultado al apuntaruna molécula de proyectil en una molécula objetivo, con una precisión de una pequeña fracción del diámetro de la molécula objetivo ".
La dinámica molecular en química es muy parecida a un juego de billar. Así como un jugador de billar envía la pelota entrante hacia la pelota objetivo, los químicos lanzan una molécula hacia otra para producir una reacción química. Sin embargo, esto se puede hacer, esahora claro, ya sea por casualidad como ha sido la norma, o por diseño como el nuevo trabajo demuestra que es posible.
Anteriormente, la aleatoriedad inherente en los movimientos moleculares ha impedido que los químicos apunten sus moléculas de proyectil hacia los objetivos químicos, como hacen los jugadores de billar. En cambio, se han visto obligados a jugar su juego de billar con los ojos vendados.
"A lo largo de los años, los químicos se han vuelto muy buenos jugando al billar con los ojos vendados, usando bolas pegajosas y lanzándolas fuerte o débilmente", dice Polanyi. "Pero hemos encontrado una manera de quitarnos los ojos y apuntar cada tiro".
Los investigadores lograron esto depositando moléculas en un cristal metálico, luego aplicando una pequeña corriente desde una punta de metal atómicamente afilada a una de las moléculas. Esta adición de energía causó que una molécula 'proyectil' se disparara a través de la superficie en línea recta, a lo largo de una de las crestas en forma de riel en el cristal metálico hacia una molécula 'objetivo' cercana presente en el cristal, faltándola en una cantidad controlada.
Se demostró que las diferentes distancias de falla, llamadas 'parámetros de impacto', reproducían resultados diferentes, es decir, diferentes patrones de reacción.
"La superficie cristalina subyacente es nuestra mesa de billar", dijo Kelvin Anggara, un becario postdoctoral en el grupo de investigación de Polanyi y autor principal del estudio. "Aprovechando los surcos que la naturaleza ha marcado convenientemente en la superficie de los cristales,descubrimos que podíamos guiar el proyectil molecular de viaje para que golpeara el objetivo de frente o en una colisión de mirada que no alcanzó el objetivo en la cantidad deseada. De esa manera, al igual que en el billar, podemos controlar el resultado de la colisión molecular"
Hasta ahora, el profesor de la Universidad de Harvard, Dudley R. Herschbach, con quien Polanyi compartió el Premio Nobel de Química de 1986 junto con Yuan, seleccionó el parámetro de distancia de distancia o impacto en las colisiones entre las moléculas de reactivo.T. Lee. Si bien los descubrimientos realizados por el trío permitieron a los químicos inferir muchas de las fuerzas en juego en una reacción química, el parámetro de impacto ha desafiado el control directo.
Esto es cierto incluso en las famosas condiciones bien controladas de "haces moleculares cruzados". Con frecuencia se pasa por alto que, aunque los haces en este elegante método están dirigidos entre sí, las moléculas no lo están. Ahora las moléculas individuales pueden orientarseel uno al otro, con bastante precisión.
"Creemos que este es un gran paso adelante en el control de las reacciones químicas", dijo Anggara, quien realizó el estudio junto con Polanyi, la investigadora asociada Lydie Leung y el estudiante graduado Matthew Timm.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Toronto . Original escrito por Sean Bettam. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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