Attoquímica

La attoquímica és una disciplina científica nova que pretén fer visible, controlar i intervindre el moviment dels electrons que formen els enllaços químics en les molècules. La manipulació es porta a terme aplicant polsos de llum d'attosegundos de duració (es tracta de polsos ultrarrápidos, ya que un attosegundo equival a 10^-18 segons). Esta nova disciplina de la química ha segut impulsada principalment per científics espanyols i italians.

Fonaments teòrics i proyeccions

Tant l'estructura de totes les substàncies, com les reaccions químiques possibles, estan determinades pels enllaços químics. La attoquímica, en intervindre en este nivell primari dels moviments que produïxen els enllaços, pretén generar reaccions i substàncies que fins ara són desconegudes. Aixina, esta nova disciplina no solament permetrà una millor comprensió dels processos que transcorren en els sistemes químics i bioquímics a nivell dels seus electrons, sino que potencialment tindrà una incidència directa en el desenroll de noves substàncies i materials.

La attoquímica ha conseguit documentar les primeres observacions en temps real de migracions de càrrega en aminoàcits i demostrar algun grau de control incipient en processos de migració electrònica. Els experiments que varen demostrar esta possibilitat en l'any 2014 es varen realisar irradiando en successius polsos làser brevíssims, de attosegundos de duració, lo que va permetre captar l'image del moviment dels electrons en un instant determinat. Lo que s'obté aixina és una sòrt de película, una successió d'imàgens del moviment electrònic que possibilita la selecció d'instants precisos per a l'intervenció (propiciar o inhibir) determinades reaccions químiques.

En esta altíssima resolució temporal i el control que ella permet sobre els processos, la attoquímica podria oferir una possibilitat de manipulació de les reaccions químiques que fins a fa molt poc semblava impossible. La creació de noves molècules (i per això noves substàncies) es produïx per les reaccions químiques, les que a la seua volta són establiment i trencament d'enllaços dels àtoms en la molècula. La reactivitat és el resultat del moviment d'electrons i núcleus atòmics. Per això, controlar este moviment és crucial si es desija intervindre en la reacció. Pero els moviments de les partícules subatòmiques es produïxen en escales de temps extremadament ràpides. El moviment dels núcleus es medix en femtosegundos (1 femtosegundo equival a 10^-15 segons) i el dels electrons en attosegundos (encara més ràpit: 10^-18 segons).

A fins del sigle passat va nàixer la femtoquímica, una disciplina que hui ya es troba ben establida en el món científic i el sorgiment del qual va significar el premi Nobel para Ahmed H. Zewail, qui va obtindre el reconeiximent com a fundador del camp. El propòsit de la femtoquímica és controlar les reaccions químiques utilisen polsos làser en femtosegundos per a dirigir el moviment dels núcleus de les molècules involucrades.

L'actual possibilitat de generar polsos de llum encara més breus, (poques decenes de attosegundos, en freqüències ultravioleta extremes) és el resultat d'un progrés significatiu de la tecnologia làser, per una part, i dels models matemàtics per una atra. Este alvanç permet ara el monitoreo directe del moviment dels electrons (molt més ràpit que el dels núcleus) dins de la molècula. Degut a que la densitat dels electrons és en definitiva la responsable de la formació i de la ruptura dels enllaços, la possibilitat del seu control significa un canvi realment revolucionari en la química.