p Polienos lineares são cadeias de hidrocarbonetos com propriedades óticas e elétricas incomuns. Eles se tornaram um paradigma para estudar a fotoisomerização - quando as estruturas moleculares se reorganizam após a absorção de luz - por causa de sua estrutura molecular simples, potencial para condutividade elétrica, e papel na visão. Compreender como essas moléculas se reorganizam simultaneamente por meio da fotoisomerização pode avançar na pesquisa da ciência dos materiais, permitindo a visão artificial e produzindo fios de plástico, e novas tecnologias fotovoltaicas. p Trans 1, 3-butadieno, o menor polieno, desafiou os pesquisadores nos últimos 40 anos por causa de sua complexa estrutura eletrônica de estado excitado e seu ultrarrápido (femtossegundo, 10 ^-15 s) dinâmica. O butadieno continua sendo o "elo perdido" entre o etileno (C ₂ H ₄ , ), que tem apenas uma ligação dupla, e polienos lineares mais longos com três ou mais ligações duplas.

p Agora, uma equipe experimental liderada por Albert Stolow na Universidade de Ottawa e o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá resolveu trans 1, Dinâmica eletrônico-estrutural do 3-butadieno. Os pesquisadores relataram recentemente suas descobertas em The Journal of Chemical Physics .

p O grupo de Stolow desenvolveu uma espectroscopia a laser ultrarrápida chamada espectroscopia de coincidência fotoelétron-fotoion resolvida no tempo (TRPEPICO) para conduzir esta pesquisa. O método envolve um processo de bomba-sonda de femtossegundo, em que um fotoelétron emitido é medido em função do tempo. O espectro de fotoelétrons e a distribuição angular são sensíveis à dinâmica eletrônica e estrutural das moléculas. Nos últimos 20 anos, Stolow aplicou seu método a uma ampla gama de problemas, incluindo a estabilidade ultravioleta de bases de DNA e transferência intramolecular de prótons.

p "Nós mostramos ao longo de muitos anos que nossa abordagem funciona e fornecemos muitos exemplos, "Stolow disse. Ele estudou anteriormente com John C. Polanyi e Yuan T. Lee, dois vencedores do Prêmio Nobel que pesquisaram a dinâmica da colisão molecular.

p "Muitos de nós pensamos que se pudéssemos entender o etileno, o bloco de construção básico, seríamos capazes de entender os polienos lineares mais longos, "Stolow disse." Mas butadieno é o 'elo perdido'. Não parecia se comportar como nenhum dos dois casos. "

p A equipe de Stolow descobriu que trans 1, 3-butadieno se comporta, simultaneamente, como etileno e polienos mais longos. Especificamente, há uma competição ultrarrápida entre a dinâmica do tipo etileno e a dinâmica do tipo poliênio.

p Os resultados experimentais da equipe de pesquisa foram modelados de forma independente e confirmados computacionalmente pela equipe de pesquisa de Todd J. Martínez. Martinez é pesquisador e professor de química na Universidade de Stanford, que se especializou em dinâmica quântica molecular. Michael S. Schuurman do NRC, um teórico especializado em dinâmica quântica, também ajudou a confirmar este trabalho.

p "Essa colaboração é fundamental. Cada um de nós, de forma independente, chegou aos mesmos resultados, "Stolow disse." Avanços técnicos dramáticos, tanto no experimento quanto na teoria, nos permitiram finalmente resolver o enigma de longa data da dinâmica eletrônica do butadieno, o 'elo perdido' da fotofísica de polieno. "