En piégeant la lumière dans de minuscules interstices de seulement quelques atomes de large, une équipe du NanoPhotonics Center du Cavendish Laboratory de l'Université de Cambridge a amplifié mille fois les forces optiques, suffisamment fortes pour forcer les atomes dans des positions qui entraînent des réactions chimiques plus efficacement.
"Nous avons trouvé une nouvelle façon de renforcer les forces de la lumière, assez pour maintenant nous déplacer atomes métalliques, et c'est la clé pour réduire le barrière énergétique pour faciliter le fonctionnement de la catalyse », explique le co-chercheur principal Shu Hu.
Des faisceaux tracteurs faibles sont utilisés pour fabriquer pincettes optiques qui peut sonder les processus biologiques avec des faisceaux de lumière étroitement focalisés qui piègent des micro-objets transparents en verre ou en polymère. Mais utiliser la lumière pour arracher atomes simples à partir de solides nécessite des forces beaucoup plus fortes. Maintenant, une équipe du NanoPhotonics Center du Cavendish Laboratory a montré un moyen de créer de minuscules crevasses qui amplifient les forces optiques de la lumière visible. Ils les utilisent pour extraire des atomes d'or uniques d'un cristal, les approcher à proximité d'une liaison moléculaire et observer les effets directement sur leur flop et leur vibration. Publié dans Science Advances , ils montrent de nouvelles façons de faire agir la lumière puissamment et suggèrent de nouvelles approches pour conduire les transformations chimiques.
Regarder une liaison à la fois dans leurs expériences évite de faire la moyenne sur une foule d'effets différents. "Les atomes métalliques simples sont l'enclume où la catalyse forge de nouvelles liaisons chimiques", promet le professeur Jeremy Baumberg, "et nous pouvons commencer à observer ce processus se produire et à le contrôler". La catalyse est essentielle pour tous les produits chimiques et polymères fabriqués par l'homme.
"C'est comme regarder la belle danse d'un atome et d'une molécule en temps réel", note Hu.
Aller plus loin
La plus petite loupe au monde permet de voir les liaisons chimiques entre les atomes
Qianqi Lin et al, Suppression optique des barrières énergétiques dans la liaison molécule-métal unique, Science Advances (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abp9285
Citation:
Les faisceaux tracteurs à un seul atome alimentent la catalyse chimique (2022, 27 juin)
récupéré 27 June 2022
de https://phys.org/news/2022-06-single-atom-tractor-power-chemical-catalysis.html
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