Découverte d’une source efficace d’électrons de basse énergie
Les paires d’électrons de basse énergie dissous dans l’eau ou l’ammoniac liquide sont de puissants agents réducteurs qui provoquent des réactions de réduction complexes. Cependant, ils peuvent également causer des dommages par rayonnement aux tissus biologiques. Bien que les scientifiques aient émis de nombreuses hypothèses sur ces diélectrons solvatés, leur connaissance des processus impliqués demeure incomplète. Des chercheurs partiellement soutenus par le projet eDrop, financé par l’UE, ont découvert un processus de formation et de désintégration du diélectron solvaté. L’équipe a mené des expériences sur la ligne de lumière DÉSIRS au sein de l’infrastructure de rayonnement synchrotron SOLEIL en France. Grâce à ces expériences, les chercheurs ont trouvé des preuves directes de la formation de ces paires d’électrons par excitation avec la lumière ultraviolette (UV) dans de minuscules gouttelettes d’ammoniac contenant un seul atome de sodium. Leurs résultats ont été publiés dans la revue «Science». C’est la première fois que des scientifiques ont pu observer le processus inhabituel qui se produit lorsque des diélectrons sont formés par excitation avec la lumière UV dans de minuscules gouttelettes d’ammoniac contenant un atome de sodium. Comme décrit dans un communiqué de presse «EurekAlert!», dans ce processus, l’un des deux électrons se déplace vers les molécules de solvant voisines et l’autre électron est éjecté. «Ce qui est surprenant, c’est que des processus similaires ont été observés auparavant, principalement à des énergies d’excitation beaucoup plus élevées», fait remarquer le Dr Sebastian Hartweg, auteur principal de l’étude, qui a d’abord travaillé à l’infrastructure de rayonnement synchrotron SOLEIL et est actuellement rattaché à l’Université de Fribourg, en Allemagne.
Tout est dans l’électron éjecté
Les chercheurs se sont concentrés sur le second électron éjecté en raison de son potentiel d’applications intéressantes. Dans la mesure où cet électron est produit avec une très faible énergie cinétique, il se déplace très lentement. En outre, cette énergie peut être contrôlée par la lumière UV irradiée qui déclenche l’ensemble du processus. Les diélectrons solvatés pourraient ainsi constituer une bonne source d’électrons de basse énergie. Or, ces derniers sont susceptibles de déclencher une grande variété de processus chimiques. Comme décrit dans le communiqué de presse, bien qu’ils puissent causer des dommages par rayonnement aux tissus biologiques, ils peuvent également servir d’agents réducteurs efficaces dans la chimie de synthèse. La possibilité de générer de manière sélective des électrons lents à énergie variable ouvre la voie à des études plus détaillées des mécanismes de ces processus chimiques à l’avenir. En outre, l’énergie fournie aux électrons de manière contrôlée pourrait par ailleurs être utilisée pour améliorer l’efficacité des réactions de réduction. «Il s’agit là de perspectives intéressantes pour des applications futures», déclare Sebastian Hartweg. «Nos travaux en fournissent la base et aident à comprendre un peu mieux ces diélectrons solvatés originaux et encore énigmatiques.» Le projet eDrop (Droplet Photoelectron Imaging) est coordonné par l’Université de recherche publique suisse ETH Zurich. Le projet s’achèvera en octobre 2024. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet eDrop
Mots‑clés
eDrop, diélectron, solvaté, ammoniac, électron, électron de basse énergie
