Química General

Uso de luz láser para inducir el cambio de dirección del producto de una reacción química

Un estudio reciente llevado a cabo en la Universidad Complutense de Madrid, en España, ha demostrado que con el uso de un haz de luz  intenso y de muy corta duración producido por un láser, es posible inducir el cambio de  dirección del producto de una reacción química.

Los resultados de esta investigación acaban de ser publicados en la revista Nature Comunications, para dar a conocer los efectos que se logran a consecuencia de la exposición de ciertas reacciones químicas a fuertes rayos de luz láser y cómo esto puede influir en la modificación de los procesos dinámicos de la materia.

Cómo se produce este cambio de dirección

Para el desarrollo del estudio, se seleccionó la reacción química de la ruptura del enlace químico entre el carbono y el yodo en el yoduro de metilo, esta es una molécula orgánica halogenada, formada por cinco átomos, y la ruptura se produce inducida por la aplicación de un rayo de luz láser.

Los científicos señalan, que al ser irradiada la molécula con luz láser ultravioleta, se desestabiliza, lo que ocasiona la ruptura en forma explosiva del enlace existente entre los átomos del yodo y el carbono. Esto ocasiona que los productos generados por esta reacción, salgan proyectados en direcciones características en el espacio tridimensional.

Con este estudio se logró demostrar, que al producirse la ruptura  en presencia de un campo láser ultracorto intenso, la estereoquímica de la reacción es fuertemente afectada, pero puede utilizarse la intensidad del campo láser como un interruptor para poder controlarla.

Evidencias del cambio de dirección del producto de la reacción

Desde hace algún tiempo se ha utilizado la luz láser para ejercer control en reacciones químicas, en opinión de María Corrales, coautora del trabajo investigativo, en este caso el aporte radica en que adicional al control de la reacción química, se logra modificar la estereoquímica de la reacción.

La citada modificación se evidencia en el principal mecanismo de control que pudo observarse, el cual se basa en el cambio en el tiempo de vida de las moléculas que han sido fotoexcitadas, pudiendo aplicarse este mecanismo de control sobre otras cuya dinámica de fotodisociación sea regida por el tiempo de vida en su estado excitado.

Mediante este procedimiento, se revelan las direcciones de preferencia de los fragmentos eyectados en el marco del trabajo de laboratorio y que son un reflejo fiel de la naturaleza de la transición ocasionada por la disociación en el límite del retroceso axial y estando en ausencia de fragmentos alineados.

En consecuencia, debe tenerse presente al realizar la descripción de la distribución angular de los fotofragmentos resultantes de la fotoexitación, la presencia de tres elementos, estos son: la excitación selectiva, la alineación del fragmento y la rotación de la molécula parental. Elementos importantes para poder demostrar el control de la reacción mediante la incorporación de un intenso rayo de luz láser infrarrojo.

Cabe destacar, que los investigadores señalan que este esquema de control de las distribuciones espaciales de fragmentos fotodisociados, mediante la aplicación de láser, puede ser aplicado a reacciones en donde su geometría inicial posea algunas restricciones.

Fuente: Luz ultracorta para cambiar la dirección de los productos de una reacción química

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