p Nossas vidas são governadas por processos submicroscópicos no nanocosmos. Na verdade, muitos fenômenos naturais começam com uma mudança minúscula nos estados dos átomos ou moléculas, desencadeada por radiação. Um desses processos foi agora elucidado por uma equipe liderada pelo Prof. Matthias Kling e Dr. Boris Bergues no Laboratório de Física de Attosegundos (LAP), que é administrado conjuntamente por Ludwig-Maximilians Universität (LMU) e o Instituto Max Planck de Óptica Quântica (MPQ). O grupo estudou como as moléculas que estavam ligadas à superfície das nanopartículas respondiam à irradiação com luz. Os processos moleculares induzidos pela luz em nanopartículas desempenham um papel importante na química atmosférica, e pode, em última análise, influenciar nosso clima. p O nanocosmos está em constante movimento. Todos os processos naturais são determinados, em última análise, pela interação entre a radiação e a matéria. A luz atinge as partículas e induz reações. Ao alterar os estados de energia dos elétrons, ele reorganiza os átomos e faz com que as moléculas sejam reconfiguradas. Esses processos são significativamente acelerados quando os reagentes são absorvidos na superfície das nanopartículas na atmosfera. Este fenômeno é crucial para a fotoquímica da atmosfera e, portanto, tem impacto sobre nossa saúde e clima. Um dos processos moleculares movidos pela luz que ocorre em aerossóis foi agora investigado em detalhes por pesquisadores liderados pelo Prof. Matthias Kling e Dr. Boris Bergues no Laboratório de Física de Attosegundos, que é operado em conjunto pelo LMU e o MPQ. O grupo desenvolveu um novo método, chamada de nanoscopia de reação, o que torna possível estudar transições físico-químicas elementares em interfaces sólidas. Eles agora o usaram para caracterizar a reação do etanol com moléculas de água na superfície das nanopartículas de vidro sob a influência da luz laser de alta intensidade.

p Os pesquisadores irradiaram as partículas esféricas com pulsos de laser ultracurtos, cada um com duração de alguns femtossegundos. Um femtossegundo é um milionésimo de um bilionésimo de um segundo (10 a 15 segundos). Com o auxílio da nanoscopia de reação, eles foram capazes de registrar essa interação ultracurta em três dimensões com resolução nanométrica. "Observamos o desprendimento e a aceleração de íons de hidrogênio de moléculas na superfície das nanopartículas. A capacidade de fazer isso constitui a base para a alta resolução espacial de nossa técnica de imagem, "explica Boris Bergues." Como a tecnologia nos permite determinar a posição exata na nanopartícula com o maior rendimento de reação, podemos rastrear reações de moléculas adsorvidas na superfície de aerossóis com alta resolução espacial ", acrescenta Matthias Kling.

p Esses processos são onipresentes, especialmente nos campos da física atmosférica e da astroquímica. Por exemplo, luz em nossa atmosfera interage com aerossóis e suas moléculas anexadas, desencadeando reações subsequentes que podem ser importantes para o desenvolvimento do nosso clima. No universo, processos químicos semelhantes ocorrem nos menores grãos de poeira sob condições extremas. Aqui, moléculas são formadas e sofrem reações - um processo que também pode contribuir para a síntese de biomoléculas.

p A curto prazo, os resultados obtidos com o novo procedimento analítico pelos físicos do laser de Munique podem fornecer informações úteis, especialmente no campo da química atmosférica. Eventualmente, eles podem levar a uma melhor compreensão das reações aos aerossóis, e pode até apontar maneiras de desacelerar a taxa ou mitigar os efeitos das mudanças climáticas.