Cnr, fotografato per la prima volta lo stato chirale delle molecole

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Un team di ricerca internazionale, guidato dall’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr di Milano, ha utilizzato un approccio innovativo per indagare la chiralità di una molecola, proprietà essenziale per sviluppare soluzioni innovative nei campi della scienza dei materiali e della farmaceutica e nei processi di catalisi. Lo studio, i cui risultati sono pubblicati su Physical Review X, è stato condotto nei laboratori del Sincrotrone Elettra di Trieste in cui si trova il laser a elettroni liberi FERMI: uno strumento di ultima generazione tramite il quale è stato possibile, per la prima volta, “fotografare”, nel corso di un processo ultraveloce, la proprietà della chiralità a livello di singoli atomi. “Una molecola chirale non è sovrapponibile alla sua immagine speculare – spiega Caterina Vozzi, direttrice del Cnr-Ifn – è una molecola che non ha una simmetria speculare e che esiste in due forme diverse non sovrapponibili tramite rotazioni o traslazioni. Comprendere tale proprietà è importante per molti aspetti di chimica, biologia e fisica: la reattività chimica e l’attività biologica e farmacologica delle molecole chirali possono variare in modo significativo a seconda della configurazione degli enantiometri. Nelle applicazioni con queste molecole complesse, è quindi importante capire come ogni atomo contribuisca alla chiralità totale”. Nello studio è stata analizzata la variazione nel tempo delle proprietà chirali di una molecola, utilizzando la radiazione prodotta da un laser a elettroni liberi (FEL), una tecnologia che consente di generare impulsi di luce intensi e brevi, della durata di pochi femtosecondi. “Abbiamo dimostrato come cambia la chiralità di una molecola durante un processo ultraveloce quando la osserviamo dalla prospettiva degli atomi”, ha affermato Davide Faccialà, ricercatore del Cnr-Ifn e primo autore dello studio. “La tecnica che abbiamo dimostrato ci permette di osservare in tempo reale come cambia la chiralità di una molecola con un livello di dettaglio senza precedenti, aprendo nuove strade per la comprensione delle proprietà chimiche e fisiche delle molecole chirali nelle reazioni chimiche”.