Los polienos lineales son cadenas de hidrocarburos con propiedades ópticas y eléctricas inusuales. Se han convertido en un paradigma para estudiar la fotoisomerización, cuando las estructuras moleculares se reorganizan al absorber luz, debido a su estructura molecular sencilla, potencial de conductividad eléctrica y función en la visión.Comprender cómo estas moléculas se reorganizan simultáneamente a través de la fotoisomerización podría hacer avanzar la investigación de la ciencia de los materiales al permitir la visión artificial y producir cables de plástico y nuevas tecnologías fotovoltaicas.
El trans 1,3-butadieno, el polieno más pequeño, ha desafiado a los investigadores durante los últimos 40 años debido a su compleja estructura electrónica de estado excitado y su dinámica ultrarrápida femtosegundo, 10-15 s. El butadieno sigue siendo el "eslabón perdido"entre etileno C2H4, que tiene solo un doble enlace, y polienos lineales más largos con tres o más dobles enlaces.
Ahora, un equipo experimental encabezado por Albert Stolow en la Universidad de Ottawa y el Consejo Nacional de Investigación de Canadá ha resuelto la dinámica electrónica estructural del trans 1,3-butadieno. Los investigadores informaron recientemente sus hallazgos en Revista de física química , de AIP Publishing.
El grupo de Stolow desarrolló una espectroscopia láser ultrarrápida llamada espectroscopia de coincidencia de fotoelectrón-fotoión de resolución temporal TRPEPICO para realizar esta investigación. El método implica un proceso de sonda-bomba de femtosegundos en el que un fotoelectrón emitido se mide en función del tiempo. El espectro de fotoelectronesy la distribución angular es sensible a la dinámica electrónica y estructural de las moléculas. Durante los últimos 20 años, Stolow ha aplicado su método a una amplia gama de problemas, incluida la estabilidad ultravioleta de las bases del ADN y la transferencia de protones intramolecular.
"Hemos demostrado durante muchos años que nuestro enfoque funciona y hemos proporcionado muchos ejemplos", dijo Stolow. Anteriormente estudió con John C. Polanyi y Yuan T. Lee, dos ganadores del Premio Nobel que investigaron la dinámica de colisión molecular.
"Muchos de nosotros pensamos que si podíamos entender el etileno, el bloque de construcción básico, podríamos entender los polienos lineales más largos", dijo Stolow. Pero el butadieno es el 'eslabón perdido'. No parecíacomportarse como en cualquier caso ".
El equipo de Stolow descubrió que el trans 1,3-butadieno se comporta, simultáneamente, como etileno y polienos más largos. Específicamente, existe una competencia ultrarrápida entre la dinámica similar al etileno y la dinámica similar al polieno.
Los resultados experimentales del equipo de investigación fueron modelados de forma independiente y confirmados computacionalmente por el equipo de investigación de Todd J. Martínez. Martínez es investigador y profesor de química en la Universidad de Stanford, que se especializa en dinámica cuántica molecular.especializado en dinámica cuántica, también ayudó a confirmar este trabajo.
"Esta colaboración es clave. Cada uno de nosotros obtuvimos los mismos resultados de forma independiente", dijo Stolow. "Los avances técnicos dramáticos tanto en el experimento como en la teoría nos han permitido finalmente resolver el viejo rompecabezas de la dinámica electrónica en el butadieno, el 'eslabón perdido 'de la fotofísica poliénica ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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