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I buchi neri della chimica

Per la prima volta è stato fotografato uno dei fenomeni foto-chimici più rapidi che si conoscano in natura: la reazione responsabile della visione umana. Protagonisti dell’impresa due scienziati italiani, Giulio Cerullo del dipartimento di fisica del Politecnico di Milano e Marco Garavelli, chimico teorico del dipartimento di chimica G. Ciamician dell'Università di Bologna. Fino a oggi nessuno era riuscito a immortalare la reazione fotochimica ultraveloce innescata dal fotone che colpisce la rodopsina, il fotorecettore contenuto nella retina: un processo che si conclude in molto meno di un milionesimo di milionesimo di secondo (cioè 0,000000000001 secondi). Per ottenere questa sequenza di fotogrammi è stata utilizzata una macchina di laser coadiuvata da un’avanzata simulazione molecolare. «L’idea – spiega Cerullo – è stata illuminare un corpo in movimento con impulsi di luce della durata di pochi milionesimi di miliardesimi di secondi, in grado perciò di congelarne il moto».
L'esperimento ha così fornito la prova finora più convincente dell’esistenza di un fenomeno conosciuto come intersezioni coniche. «Come i buchi neri sono delle singolarità dello spazio, così le intersezioni coniche sono singolarità negli spazi elettronici della molecola», spiega Garavelli. Finora questo fenomeno era stato solo previsto teoricamente. Per la prima volta è stato anche osservato sperimentalmente. «Quella che abbiamo visto – sottolinea il professore di Bologna – è la reazione chimica che cambia la configurazione della molecola, innescando il processo della visione. L'abbiamo vista passare da una forma arcuata a dritta come un bastoncino».
Lo studio pubblicato oggi sulla rivista «Nature» (a cui hanno contribuito anche l'Università di Berkeley, Oxford e l'Istituto Max Planck) rappresenta la chiave di volta per capire le reazioni fotochimiche in generale, poiché tutte sembrano coinvolgere le intersezioni coniche. Il prossimo passo, sottolinea il professore del Politecnico, è studiare le intersezioni coniche alla base dei meccanismo di fotoprotezione del Dna. «Una volta capito questo processo si può pensare di costruire dei congegni molecolari artificiali controllati dalla luce. E in un futuro ancora lontano, dei sensori artificiali che riproducono il comportamento di quelli naturali».

su nova del 23 settembre