Come nasce una molecola: filmati per la prima volta due atomi che si legano (VIDEO)

Due atomi che si legano in un filmato che possiamo guardare tutti: registrato il primo video della storia che mostra il legame chimico, il fenomeno grazie al quale si forma tutto quello che esiste, dal vivente al non vivente. L’eccezionale notizia arriva da un team internazionale di scienziati guidati dall’Università di Nottingham, nel Regno Unito.

Tutto quello che conosciamo è fatto di atomi che, come dei mattoncini, si legano tra di loro formando strutture sempre più grandi, fino a realizzare tutto quello che ci è più noto, che sia vivente o non vivente. Alla base di tutto questo vi è il legame chimico.

Era tutto noto, ma nessuno l’aveva mai visto (si parla di grandezze pari a mezzo milione di volte più piccole della larghezza di un capello umano): oggi un incredibile lavoro realizzato dopo anni di studio ha dato a tutti la possibilità di constatare tutto con gli occhi.

Nell’eccezionale filmato si vede senza ombra di dubbio che il legame chimico esiste, perché gli atomi si muovono insieme, non è rigido ma “elastico”, e che si rompe quando gli atomi distano “troppo” (in realtà finché la loro distanza non supera il loro raggio atomico, che, se gli atomi fossero delle sfere, corrisponderebbe proprio al raggio di tali sfere), perché a quale punto si muovono in modo indipendente.

Le immagini sono state ottenute con la tecnica della microscopia elettronica a trasmissione (TEM) che sfrutta il potere degli elettroni di modificare i campi elettrici e magnetici. Per questo sono stati usati atomi di Renio (simbolo chimico: Re), con un alto numero atomico, ovvero un alto numero di protoni (e quindi di elettroni).

Come una fotografia digitale è tanto più risolta quanto maggiore è il numero di pixel, così le immagini raccolte dal TEM sono migliori quanto maggiore è il numero di elettroni (in realtà in entrambi si parla di densità, ovvero di numero a parità di spazio a disposizione).

video legame chimico

Foto: Science Advances

Il video è stato realizzato con uno stratagemma: gli atomi sono stati “intrappolati” in un nanotubo di carbonio a singola parete, un cilindretto infinitamente piccolo che “rallenta” i movimenti, rendendo possibile l’animazione e quindi il filmato della formazione e poi rottura del legame.

Per quanto ne sappiamo, questa è la prima volta che l’evoluzione del legame, la rottura e la formazione sono registrate su pellicola su scala atomicasostiene entusiasta Andrei Khlobystov, che ha guidato il lavoro – […] Stiamo spingendo le frontiere dell’imaging delle molecole oltre la semplice analisi strutturale, verso la comprensione delle dinamiche delle singole molecole in tempo reale”.

Un progresso destinato a superare ben presto i confini della semplice conoscenza scientifica. Perché il legame chimico è il meccanismo con cui si formano tutte le sostanze, influenzandone proprietà e attività. Conoscerlo a fondo significa conoscere sempre meglio tutto quello che ci circonda, con ripercussioni (ci auguriamo positive) potenzialmente infinite.

Il lavoro è stato pubblicato su Science Advances.

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Cover: Università di Nottingham

Roberta De Carolis ha una laurea e un dottorato in Chimica, e ha conseguito un Master in comunicazione scientifica. Giornalista pubblicista, scrive per GreenMe dal 2010.
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