Scoperta una fonte efficace di elettroni a bassa energia
Le coppie di elettroni a bassa energia disciolte in acqua o ammoniaca liquida sono potenti agenti riducenti che provocano reazioni di riduzione stimolanti, ma possono anche causare danni da radiazioni ai tessuti biologici. Sebbene gli scienziati abbiano formulato molte ipotesi su questi dielettroni solvatati, la loro conoscenza dei processi coinvolti rimane incompleta. I ricercatori, sostenuti in parte dal progetto eDrop, finanziato dall’UE, hanno ora scoperto un processo di formazione e decadimento del dielettrone solvatato. Il gruppo di ricerca ha condotto esperimenti sul fascio di luce DESIRS presso l’impianto di sincrotrone SOLEIL in Francia. Attraverso questi esperimenti hanno trovato prove dirette a sostegno della formazione di queste coppie di elettroni mediante eccitazione con luce ultravioletta (UV) in minuscole gocce di ammoniaca contenenti un singolo atomo di sodio. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista «Science». È la prima volta che gli scienziati sono riusciti a osservare l’insolito processo che si verifica quando i dielettroni si formano per eccitazione con la luce UV in minuscole gocce di ammoniaca contenenti un atomo di sodio. Come descritto in un comunicato stampa su «Eurekalert!», in questo processo uno dei due elettroni si sposta verso le molecole di solvente vicine e l’altro elettrone viene espulso. «L’aspetto sorprendente è che processi simili sono stati osservati in precedenza soprattutto a energie di eccitazione molto più elevate», osserva l’autore principale dello studio, il dottor Sebastian Hartweg, che inizialmente lavorava al Sincrotrone SOLEIL e ora lavora all’Università di Friburgo, in Germania.
È tutto nell’elettrone espulso
I ricercatori si sono concentrati sul secondo elettrone espulso per le sue potenziali, interessanti applicazioni. Poiché questo elettrone è prodotto con un’energia cinetica molto bassa, si muove molto lentamente e, inoltre, questa energia può essere controllata dalla luce UV irradiata che avvia l’intero processo. I dielettroni solvatati potrebbero quindi essere una buona fonte di elettroni a bassa energia. Questi elettroni a bassa energia possono innescare un’ampia varietà di processi chimici: come descritto nel comunicato stampa, possono causare danni da radiazioni nei tessuti biologici, ma possono anche servire come efficaci agenti riducenti nella chimica di sintesi. La possibilità di generare selettivamente elettroni lenti con energia variabile apre la strada, in futuro, a studi più dettagliati dei meccanismi di tali processi chimici. Inoltre, l’energia fornita agli elettroni in modo controllato potrebbe anche essere utilizzata per rendere più efficaci le reazioni di riduzione. «Si tratta di prospettive interessanti per possibili applicazioni future» afferma il dottor Hartweg. «In questo senso, il nostro lavoro fornisce le basi e contribuisce a comprendere un po’ meglio questi insoliti e ancora enigmatici dielettroni solvatati.» eDrop (Droplet Photoelectron Imaging) è coordinato dall’università di ricerca pubblica svizzera ETH di Zurigo. Il progetto termina nell’ottobre 2024. Per ulteriori informazioni, consultare il sito: progetto eDrop
Parole chiave
eDrop, dielettrone, solvatato, ammoniaca, elettrone, elettrone a bassa energia
