{"id":6296,"date":"2018-02-26T13:04:03","date_gmt":"2018-02-26T12:04:03","guid":{"rendered":"http:\/\/www.media.inaf.it\/2018\/02\/20\/chiralita-molecole\/"},"modified":"2018-02-26T15:02:45","modified_gmt":"2018-02-26T14:02:45","slug":"dimmi-molecola-come-balli-il-twist-media-inaf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=6296","title":{"rendered":"Dimmi, molecola, come balli il twist | MEDIA INAF"},"content":{"rendered":"

Identificare la chiralit\u00e0 delle molecole \u00e8 di importanza cruciale in molte applicazioni chimiche e farmaceutiche. Su Nature Physics \u00e8 stato pubblicato uno studio che riporta un nuovo metodo con impulsi laser di durata estremamente breve per eccitare gli elettroni delle molecole in modo da rivelarne la preferenza rotazionale<\/strong><\/em><\/p>\n

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Crediti: Wikimedia Commons<\/p>\n<\/div>\n

Siete destri o mancini? No, non lo stiamo chiedendo direttamente a voi bens\u00ec alle molecole di cui siete fatti. Perch\u00e9 conoscere la preferenza delle nostre molecole sembra essere molto pi\u00f9 importante rispetto a conoscere la nostra preferenza nello scrivere, se con la mano destra o con quella sinistra. Quando si afferra un oggetto, a seconda della mano che si usa, le dita si avvolgono in un modo o nell\u2019altro intorno all\u2019oggetto afferrato e rendono la presa differente. La propriet\u00e0 di un oggetto di essere non sovrapponibile alla sua immagine speculare \u00e8 chiamata chiralit\u00e0<\/a><\/strong>, ed \u00e8 molto importante nel mondo delle molecole, in quanto due molecole chirali possiedono le medesime propriet\u00e0 fisiche tranne il potere rotatorio (identico per intensit\u00e0 ma opposto di segno per ognuna di esse). Le molecole chirali mostrano lo stesso comportamento chimico nei confronti di sostanze non chirali mentre la loro interazione chimica nei confronti delle altre molecole chirali \u00e8 diversa (esattamente come una mano destra, stringendo un\u2019altra mano, riesce a distinguere se la mano stretta \u00e8 destra o sinistra). Ecco perch\u00e9 la preferenza di una molecola a essere destra o mancina \u00e8 molto pi\u00f9 importante della nostra: alcune sostanze saranno tossiche o benefiche a seconda di quale predisposizione (mirror-twin<\/em>) \u00e8 presente nelle molecole. Pertanto, alcune medicine devono contenere esclusivamente la molecola destrorsa o quella mancina.<\/p>\n

Il problema a questo punto sta nell\u2019individuare e separare le molecole destrorse da quelle sinistrorse, che si comportano esattamente allo stesso modo a meno che non interagiscano con un altro oggetto chirale. Un gruppo di ricerca internazionale (Celia-Cnrs<\/a>\/Inrs<\/a>\u00a0\/Max Born Institute di Berlino<\/a>\/Soleil)<\/strong> ha recentemente presentato un nuovo metodo estremamente sensibile nel determinare la chiralit\u00e0 delle molecole<\/strong>.<\/p>\n

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In seguito all\u2019eccitazione da parte di un impulso laser ultra-corto polarizzato circolarmente, gli elettroni seguono un\u2019elica destra o sinistra in base alla chiralit\u00e0 della struttura molecolare in cui risiedono. Fonte: Samuel Beaulieu<\/p>\n<\/div>\n

Dal diciannovesimo secolo sappiamo che le molecole possono essere chirali. Forse l\u2019esempio pi\u00f9 famoso \u00e8 il Dna, la cui struttura a doppia elica assomiglia a un cavatappi destrimano. Convenzionalmente, la chiralit\u00e0 viene determinata usando luce polarizzata circolarmente<\/a>,<\/strong> nella quale il campo elettromagnetico ruota in senso orario o antiorario, formando un \u201ccavatappi\u201d destro o sinistro, con l\u2019asse lungo la direzione del raggio di luce. Questa luce chirale viene assorbita in modo diverso da molecole destrorse o sinistrorse. Tale effetto, tuttavia, \u00e8 piccolo, perch\u00e9 la lunghezza d\u2019onda della luce \u00e8 molto pi\u00f9 lunga della dimensione di una molecola: il \u201ccavatappi luminoso\u201d \u00e8 troppo grande per percepire la struttura chirale della molecola in modo efficiente.<\/p>\n

Il nuovo metodo \u00e8 in grado di amplificare notevolmente il segnale chirale. \u00abIl trucco consiste nel lanciare alle molecole un impulso laser polarizzato circolarmente molto corto\u00bb, spiega\u00a0Olga Smirnova<\/strong> del Max Born Institute. Questo impulso ha una durata di alcuni decimi di un miliardesimo di secondo, e trasferisce energia agli elettroni nella molecola stimolandoli a percorrere un moto elicoidale lungo un\u2019elica destra o sinistra, a seconda della preferenza della struttura molecolare nella quale gli elettroni risiedono. A questo punto il loro movimento pu\u00f2 essere sondato da un secondo impulso laser.\u00a0Anche questo impulso deve essere di breve durata, per catturare la direzione del movimento degli elettroni e avere abbastanza energia fotonica per far fuoriuscire gli elettroni eccitati dalla molecola.\u00a0A seconda che gli elettroni si stessero muovendo in senso orario o antiorario, usciranno dalla molecola con la stessa direzione e verso del raggio laser oppure con il verso opposto.<\/p>\n

Questa procedura ha consentito ai fisici sperimentali del Celia di determinare la chiralit\u00e0 delle molecole in modo molto efficiente, con un segnale mille volte pi\u00f9 forte rispetto al metodo usato comunemente fino ad oggi. Inoltre, questo nuovo metodo potrebbe consentire di avviare reazioni chimiche chirali e seguirle nel tempo: basta solo applicare impulsi laser molto brevi con la giusta frequenza portante. La tecnologia sviluppata \u00e8 il coronamento della ricerca di base in fisica ed \u00e8 disponibile solo da poco tempo. Ovviamente potrebbe rivelarsi estremamente utile in altri campi in cui la chiralit\u00e0 svolge un ruolo importante, come la ricerca chimica e farmaceutica<\/strong>. Avendo avuto successo nell\u2019identificare la chiralit\u00e0 delle molecole con il loro nuovo approccio, i ricercatori stanno gi\u00e0 pensando di sviluppare un metodo per la separazione laser delle molecole destrorse e sinistrorse.<\/p>\n

Per saperne di pi\u00f9:<\/strong><\/p>\n