#GaiNagusiak

Molekula batek erreakzio kimiko batean jasaten dituen aldaketa atomikoen irudiak jaso dituzte lehenengo aldiz

Noiz argitaratua: 13/05/31 | Kategoria: Ikerketa | Gaiak: #Fisika, Kimika eta Matematika
 None

Erreakzio bat jasaten ari den bitartean molekula baten irudia lortzea kimikako helburu nagusietako bat izan da. Berkeleyko Unibertsitateko eta Euskal Herriko Unibertsitateko zientzialariek lortu egin dute, lehen aldiz, molekula bat zehaztasun handiz argazkietan jasotzea erreakzio organiko konplexu baten aurretik eta oste-ostean. Irudiei esker, molekula osatzen duten atomoen arteko loturak hautsi eta sortzeko prozesuak ikus daitezke. Artikuluaren izenburua “Direct Imaging of Covalent Bond Structure in Single-Molecule Chemical Reactions” da, eta horren egileak honako zientzialari hauen taldeak dira: Felix Fischer (Berkeleyko Unibertsitateko Kimika Saila), Michael Crommie (Berkeleyko Unibertsitateko Fisika Saila) eta Ángel Rubio (UPV/EHUko katedraduna eta CSIC-UPV/EHU Materialen Fisika Zentroko eta Donostia International Physics Center-eko ikertzailea). Artikulu hori gaur, maiatzak 30, agertuko da Science Expressen onlineko edizioak nabarmentzen dituen ikerketen artean, eta ekainaren erdialdera aterako da Scienceren paperezko edizioan. Artikuluaren lehenengo egilea Dimas Oteyza da, zeina berriz hasi baita lanean CSIC-UPV/EHU Materialen Fisika Zentroan, Berkeleyn doktorego osteko egonaldia egin eta gero.

Erreakzio kimiko organikoak, oro har, biologia ororen azpian dauden funtsezko prozesuak dira; horrez gain, industria-prozesu garrantzitsuetan ere badaude, adibidez, erregai likidoaren ekoizpenean. Prozesu horiek ulertzeko oinarritzat hartu ohi izan diren molekulen egitura-ereduak molekula-kopuru oso handi baten (1020 inguru) zeharkako neurrien gainean kalkulatu diren batez bestekoetatik datoz, bai eta kalkulu teorikoetatik ere. Orain arte, beste inork ez du molekula indibidualen irudirik hartu erreakzio organiko konplexu baten aurretik eta oste-ostean.

“Gure aurkikuntzaren garrantzia honetan datza: gai izan gara azalera baten gainean molekula bat transforma daitekeen egituren irudi zehatzak lortzeko, eta, horrela, transformazio kimiko horien azpian dauden mugimendu atomikoak zehaztu ahal izan ditugu", azaldu du Ángel Rubiok. Zehazki, ikertzaileek oligo-enediyne baten (karbono-atomoen bidez lotutako hiru bentzeno-eraztunez osatutako molekula sinplea) bereizmen handiko irudiak hartu dituzte, zilarrezko gainazal lau batean jarrita. Erabili den teknika non-contact Atomic Force Microscopy (nc-AFM) izenekoa da, eta ukipen-zunda oso-oso sentikorra daukan tresna batean oinarritzen da. Indar atomikoko mikroskopio horrek oso orratz mehea erabiltzen du, eta orratz horrek protuberantziarik txikienak ere hauteman ditzake atomo-eskalan, hatz-mamiez braillez idatzitako hitz bat irakurtzeko erabiltzen dugun moduaren antzera. Oligo-enediyne molekulak oso txikiak direnez (~10–9 m), zundaren punta oxigeno-atomo bakarrak osatzen du. Atomo hori karbono monoxido (CO) molekula bakar batetik dator, zeina AFM mikroskopioaren puntan xurgatu baita; hala, "atzamar" baten modura jarduten du ukipen-irakurketan.

“Atzamar" atomiko hori gainazalean zehar aurrera eta atzera mugituta, oligo-enediyne-ren lotura kimikoen eta atomoen posizio zehatzekin bat zetozen profilak lortu zituzten. Mikroskopia-teknika horretan berriki lortu diren aurrerapenei esker, teknika oso zehatza da, eta karbono-atomoen arteko loturak sinpleak, bikoitzak edo hirukoitzak ziren ere bereizi ahal izan dute ikertzaileek. Gero, molekulak zeuden gainazala berotu egin zuten, eta, hala, ziklizazioekin estu lotutako erreakzio kimikoa induzitu zuten. Berkeleyko Unibertsitateko Bergman irakasleak aurkitu zituen ziklizazioak 70eko hamarkadaren hasieran. Ziklizazioak eraztun aromatikoen eraketak dira, hau da, eraztun-forman tolesten diren kateetan lotutako karbono-atomoak. “Molekulei erreakzioa eragin ostean erregistratu genituen profilek argi eta garbi erakusten dute zelan eratzen diren lotura kimiko berriak, eta zelan berrantolatzen diren molekulen barruko atomoak, egitura berriak eratzeko", azaldu du Dimas Oteyzak. Emaitzak mikroskopikoki aztertu eta interpretatu ahal izan dira, Angel Rubioren taldean egindako simulazioei esker.

Teorikoki aurrez esandako erreakzio kimiko organikoen azpian dauden mekanismo mikroskopikoen berrespen bisual harrigarria lortzeaz gain, lan honek garrantzi handia dauka eskala nanometrikoan doitasun handiko neurgailu elektroniko eta material berriak ekoizteko.

Norteko Ferrokarrilla irratsaioan elkarrizketa

Informazio osagarria

  • , UC Berkeley & CFM
  • icono_documento
    Prentsa-oharra, euskaraz, UPV/EHU
  • icono_documento
    Prentsa-oharra, gaztelania, UPV/EHU
Komunikazio Bulegoa

Egilea: Komunikazio Bulegoa (UPV/EHU)

Laguntzailea: