Il legame creato tra due atomi d'oro in una molecola è stato osservato mentre si forma, grazie a una nuova tecnica sviluppata dai chimici RIKEN. Questa misurazione risolve una controversia sul meccanismo con cui si formano i legami.

I chimici sognano di monitorare le reazioni chimiche in tempo reale. Ciò richiede l'osservazione di come i legami si rompono e si formano su scale temporali estremamente brevi di appena femtosecondi (1 femtosecondo =10 ^-15 secondo).

Per monitorare come si rompono le obbligazioni, i chimici eccitano le molecole con impulsi laser ad alta intensità, che provocano la scissione di alcuni legami. Ciò altera la struttura della molecola e influenza le lunghezze d'onda della luce che può assorbire. La misurazione dell'assorbimento di luce della molecola in funzione del tempo rivela la scala temporale su cui si verificano i cambiamenti strutturali.

Ma è molto più complicato tenere traccia della formazione delle obbligazioni perché è difficile far sì che le obbligazioni si formino su richiesta.

Ora, Tahei Tahara del Molecular Spectroscopy Laboratory nel RIKEN Cluster for Pioneering Research e i suoi colleghi hanno trovato una molecola in cui potrebbero creare legami al momento giusto utilizzando la luce ultravioletta.

La molecola ha al centro un atomo d'oro, che è affiancato da due gruppi ciano (–CN). Quando queste molecole sono in soluzione, si raggruppano in tre per formare un "trimer". Gli atomi d'oro nel trimero sono legati solo debolmente, quindi il trimero ha una struttura piegata.

Quando il trimero viene colpito con un laser, però, la luce fa sì che gli atomi d'oro formino forti legami covalenti, forzando il trimmer a raddrizzarsi (Fig. 1). "Il sistema è unico perché la luce fa sì che formi legami covalenti, "dice Tahara.

Il team ha studiato la molecola per sei anni, e in precedenza hanno pubblicato la loro proposta per il processo di formazione del legame. In quello studio, hanno sostenuto che, dopo che la luce eccita gli elettroni nella molecola, il legame oro-oro si contrae e quindi la struttura della molecola si sposta da piegata a dritta. Però, un altro gruppo ha sostenuto che l'ordine è stato invertito:il cambiamento di forma avviene prima.

Per capire chi aveva ragione, Tahara e i suoi colleghi hanno utilizzato la loro tecnica di spettroscopia avanzata che non solo misura i cambiamenti nell'assorbimento della luce, ma ma tiene anche traccia di come la molecola vibra quando cambia forma. Da questo studio più approfondito, hanno concluso che la loro proposta era corretta. "È importante utilizzare nuovi metodi se c'è una controversia, piuttosto che combattere, "Tahara osserva.

Tahara prevede di utilizzare il metodo per esaminare da vicino i processi ultraveloci in sistemi più complessi, comprese le proteine. "Fortunatamente abbiamo un numero gigantesco di problemi irrisolti da indagare, " lui dice.