Nuevos conocimientos sobre la configuración de unión y la movilidad de las moléculas en las superficies de las nanopartículas

Nuevos conocimientos sobre la configuración de unión y la movilidad de las moléculas en las superficies de las nanopartículas


15 de junio de 2022

(Noticias de Nanowerk) La forma en que las moléculas se unen a una superficie es fundamental para las reacciones químicas, por lo que la capacidad de sondear configuraciones de unión en nanosistemas aislados es de gran interés.

Un equipo de investigación de Friburgo dirigido por el Dr. El hermano de Luke y el Prof. Dr. Frank Stienkemeier ahora ha logrado investigar las configuraciones de enlaces y la movilidad de las moléculas orgánicas en partículas ultrafrías de gases nobles. Obtuvieron información sobre las diferentes configuraciones de enlace entre las moléculas y la superficie de las nanopartículas y cómo se desarrollan estas configuraciones después de la exposición a la luz. Con este fin, las moléculas de ftalocianina se han estudiado como componentes básicos importantes para aplicaciones fotovoltaicas orgánicas y optoelectrónicas. Excitación láser de una molécula de ftalocianina en la superficie de un grupo de gases nobles de unos pocos cientos de átomos de neón Excitación láser de una molécula de ftalocianina en la superficie de un grupo de gases nobles de unos pocos cientos de átomos de neón. El sistema tiene menos de diez nanómetros de tamaño. (Imagen cortesía del grupo de investigación)

Los resultados se publicaron en la revista High-Resolution Two-Dimensional Electronic Spectroscopy Reveals the Homogeneous Line Profile of Chromophores Solvated in Nanoclusters.

Resolución de tiempo y energía particularmente alta

Para los experimentos, las moléculas individuales se depositaron en partículas de gas noble aisladas en un vacío ultraalto y luego se analizaron mediante espectroscopia bidimensional coherente. Esta técnica, aplicada a nanosistemas aislados, permite estudiar las propiedades moleculares con una resolución temporal y energética especialmente alta. La resolución temporal es solo una fracción de millonésima de millonésima de segundo, lo que significa que los procesos de enlace se pueden rastrear en tiempo real.

«La gran cantidad de posibles configuraciones de enlaces que pudimos estimar es particularmente sorprendente», dice Ulrich Bangert, quien fue el principal responsable del trabajo de laboratorio. Esta observación, que fue posible gracias a la primera determinación del perfil de la línea homogénea en dicho sistema, ofrece nuevas ideas para el modelado teórico de las nanopartículas.

Enfoque prometedor para futuras investigaciones

«Será interesante ver cómo nuestro método de investigación se puede transferir a otras nanopartículas, como las nanopartículas catalíticas», dice Lukas Bruder, mirando hacia el futuro. «La alta resolución lograda también muestra una perspectiva generalmente prometedora para la investigación de reacciones fotoquímicas en nanosistemas», agrega Frank Stienkemeier.



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