Los haces tractores de un solo átomo impulsan la catálisis química

Un equipo del Centro de Nanofotónica ha conseguido multiplicar por mil las fuerzas ópticas, lo suficientemente fuertes como para forzar a los átomos a adoptar posiciones que impulsen las reacciones químicas de forma más eficaz.

"Hemos encontrado una nueva forma de aumentar las fuerzas de la luz, lo suficiente como para mover los átomos de metal, y eso es clave para reducir la barrera de energía y hacer que la catálisis funcione más fácilmente", explica Shu Hu, co-investigador principal.

Los haces tractores débiles se utilizan para fabricar pinzas ópticas que pueden sondear procesos biológicos con haces de luz muy enfocados que atrapan microobjetos transparentes de vidrio o polímero. Pero utilizar la luz para arrancar átomos individuales de los sólidos requiere fuerzas mucho más fuertes. Ahora, un equipo del Centro de Nanofotónica del Laboratorio Cavendish ha demostrado que es posible construir pequeñas hendiduras que amplían las fuerzas ópticas de la luz visible. Las utilizan para extraer átomos de oro individuales de un cristal, acercarlos a un enlace molecular y observar los efectos directamente sobre su flotación y vibración. Publicados en Science Advances, muestran nuevas formas de hacer que la luz actúe con fuerza, y sugieren nuevos enfoques para impulsar las transformaciones químicas.

Observar un enlace a la vez en sus experimentos evita promediar una multitud de efectos diferentes. "Los átomos de un solo metal son el yunque donde la catálisis forja nuevos enlaces químicos", promete el profesor Jeremy Baumberg, "y podemos empezar a observar este proceso y controlarlo". La catálisis es fundamental para todos los productos químicos y polímeros fabricados por el hombre.

"Es como ver la hermosa danza de un átomo y una molécula en tiempo real", señala Hu.