En los últimos años, el campo de las reacciones basadas en electrones ha sido testigo de avances significativos, con investigadores que exploran formas de optimizar y aumentar la eficiencia de estas reacciones. Un enfoque prometedor que ha llamado la atención es el uso de electrones lentos. Mediante la manipulación de la energía y la velocidad de los electrones, los científicos han descubierto que reducir su velocidad puede conducir a reacciones más eficientes y controladas.
Este emocionante desarrollo abre nuevas posibilidades para muchas aplicaciones, desde la síntesis química hasta la conversión y el almacenamiento de energía. En este artículo, profundizamos en los beneficios potenciales del uso de electrones lentos y examinamos cómo pueden revolucionar el panorama de la ingeniería de reacción moderna.
Un equipo de investigación internacional se dispuso a detectar dielectrones, una entidad química peculiar que consiste en dos electrones sin núcleo que previamente habían evadido la detección directa. Dirigido por la profesora Ruth Signorelli de ETH Zurich, el equipo hizo un descubrimiento inesperado durante su investigación: un método innovador para generar electrones de movimiento lento que pueden desencadenar reacciones químicas específicas.
Los dielectrones son intrínsecamente inestables y se desintegran en electrones separados en una fracción de nanosegundo. Sin embargo, los investigadores demostraron un fenómeno fascinante en el que un electrón permanece estacionario mientras que el otro, que tiene baja energía y velocidad reducida, se aleja. Este enfoque innovador permite una manipulación precisa de la energía cinética del electrón, controlando de forma efectiva su velocidad.
Los dielectrones, compuestos por dos electrones sin núcleo, ocupan pequeñas cavidades. Los científicos han descubierto un método para crear dielectrones disolviendo sodio en amoníaco líquido y exponiendo la solución a la luz ultravioleta (UV). Cuando la luz ultravioleta interactúa con el amoníaco y el sodio, un electrón de cada uno se combina para formar temporalmente un dielectrón. Curiosamente, cuando el dielectrón se separa, uno de los electrones se aleja a la velocidad determinada por la longitud de onda de la luz ultravioleta, lo que indica la transferencia de energía de la luz al electrón.
Dirigido por investigadores de ETH Zurich y en colaboración con científicos de la Universidad de Friburgo, el sincrotrón SOLEIL y la Universidad de Auburn, este estudio es importante para comprender el daño causado por los electrones de baja energía en los tejidos humanos, como los rayos X o la radiactividad. Estos electrones móviles pueden interactuar con el ADN e iniciar reacciones químicas.
Los investigadores pueden obtener información sobre los mecanismos del daño por radiación al simplificar la producción de electrones lentos en una solución usando luz ultravioleta y controlando sus niveles de energía. Además, esta investigación tiene implicaciones más amplias, ya que la aceptación de un electrón libre está involucrada en varios procesos, como la producción de cortisona y otros esteroides. Al facilitar la generación de electrones lentos utilizando luz ultravioleta y controlar su energía, los químicos pueden potenciar y optimizar estas reacciones.
En conclusión, el descubrimiento de electrones lentos y su utilización en varias reacciones es muy prometedor para lograr una mayor eficiencia y control. Desde estudios de daños por radiación hasta procesos sintéticos, la capacidad de generar y manipular electrones lentos abre nuevas posibilidades para la exploración científica y la optimización de productos químicos.
Referencia de la revista:
- Sebastián Hartweg, Jonathan Barnes, Bruce L. Yoder et al. Dielectrones solvatados excitados ópticamente: una fuente eficaz de electrones de baja energía. Ciencia. DUELE: 10.1126/ciencia.adh0184
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