{"id":209,"date":"2022-11-29T11:56:45","date_gmt":"2022-11-29T10:56:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/talento-cm-uam\/?p=209"},"modified":"2022-11-28T11:57:23","modified_gmt":"2022-11-28T10:57:23","slug":"seremos-capaces-de-seguir-cambios-de-enlaces-quimicos-en-tiempo-real","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/talento-cm-uam\/2022\/11\/29\/209\/","title":{"rendered":"\u00bfSeremos capaces de seguir cambios de enlaces qu\u00edmicos en tiempo real?"},"content":{"rendered":"<p>La espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS), tambi\u00e9n conocida como espectroscopia de electrones para an\u00e1lisis qu\u00edmico (ESCA), es una herramienta central para estudiar el entorno qu\u00edmico local a nivel at\u00f3mico. Kai Siegbahn recibi\u00f3 el Premio Nobel de F\u00edsica en 1981 por su contribuci\u00f3n pionera y su comprensi\u00f3n de los cambios qu\u00edmicos de energ\u00eda en los experimentos XPS. Aprovechando la selectividad at\u00f3mica de los rayos X, la espectroscopia XPS se ha convertido en una de las t\u00e9cnicas m\u00e1s utilizadas para el an\u00e1lisis de superficies. La mayor\u00eda de las mediciones de XPS han tenido una resoluci\u00f3n temporal limitada debido a las caracter\u00edsticas de la fuente de rayos X, donde los sincrotrones empujaron los l\u00edmites de XPS al r\u00e9gimen de decenas de picosegundos (10<sup>-12<\/sup> s). La llegada de los l\u00e1seres de electrones libres de rayos X (XFEL) ha abierto la puerta para extender los estudios XPS al dominio del tiempo de femtosegundos y, por tanto, explorar la din\u00e1mica fuera del equilibrio con una resoluci\u00f3n temporal de solo unos pocos femtosegundos (10<sup>-15<\/sup> s). Tal resoluci\u00f3n temporal permite que la espectroscopia XPS no solo investigue los movimientos de los n\u00facleos, sino que tambi\u00e9n capture la din\u00e1mica electr\u00f3nica en su escala de tiempo natural. Ahora, uno puede imaginar observar cambios en el entorno qu\u00edmico justo despu\u00e9s de la excitaci\u00f3n de la luz, lo que abre un nuevo panorama de aplicaciones, como por ejemplo en la comprensi\u00f3n de complejos fotocatal\u00edticos, de procesos fotoqu\u00edmicos, y de la fotoresistencia de mol\u00e9culas relevantes para la biolog\u00eda. Extender XPS al r\u00e9gimen de femtosegundos no es directo y se requiere desarrollar una nueva metodolog\u00eda para extraer informaci\u00f3n en un sistema en evoluci\u00f3n. Los cambios qu\u00edmicos ultrarr\u00e1pidos de energ\u00eda fuera del equilibrio son un campo completamente inexplorado, y su comprensi\u00f3n es fundamental para correlacionarlos con cambios en tiempo real de enlaces qu\u00edmicos locales. En el trabajo \u201c<em>Observation of site-selective chemical bond changes via ultrafast chemical shifts<\/em>\u201d, que fue realizado por una colaboraci\u00f3n internacional con grupos de \u00c9cole polytechnique f\u00e9d\u00e9rale de Lausanne (EPFL, Suiza) y Instituto Paul Scherrer (PSI, Suiza), Universidad Aut\u00f3noma de Madrid (UAM, Espa\u00f1a), Laboratorio Nacional de Argonne (ANL, EE. UU.) y Universidad de Stanford (EE. UU.), se muestran cambios qu\u00edmicos de solo unos pocos femtosegundos en un esquema ultrarr\u00e1pido de XPS. En este esquema se emplearon dos pulsos de rayos X de femtosegundos consecutivos con diferentes frecuencias. El primer pulso de rayos X se sintoniza resonantemente para excitar localmente el ox\u00edgeno (O) de la mol\u00e9cula de mon\u00f3xido de carbono (CO), mientras que el segundo pulso de rayos X sigue el entorno qu\u00edmico local del lado del carbono (C) despu\u00e9s de unos pocos femtosegundos. Los cambios qu\u00edmicos de energ\u00eda informan sobre el efecto de apantallamiento cuando se excita el \u00e1tomo de O, y tambi\u00e9n del decaimiento por Auger que se desencadena por interacciones de electrones y la posterior fragmentaci\u00f3n de la mol\u00e9cula en dos \u00e1tomos separados. El m\u00e9todo experimental y te\u00f3rico utilizado en este art\u00edculo allana el camino a futuros experimentos en XFELs para comprender mejor los cambios qu\u00edmicos ultrarr\u00e1pidos, y estando as\u00ed m\u00e1s pr\u00f3ximo al sue\u00f1o de resolver cambios de enlaces qu\u00edmicos locales en tiempo real.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Andre Al-Haddad, Sol\u00e8ne Oberli, Jes\u00fas Gonz\u00e1lez-V\u00e1zquez, Maximilian Bucher, Gilles Doumy, Phay Ho, Jacek Krzywinski, Thomas J. Lane, Alberto Lutman, Agostino Marinelli, Timothy J. Maxwell, Stefan Moeller, Stephen T. Pratt, Dipanwita Ray, Ron Shepard, Stephen H. Southworth, Alvaro Vazquez-Mayagoitia, Peter Walter, Linda Young, Antonio Pic\u00f3n, and Christoph Bostedt, \u201c<em>Observation of site-selective chemical bond changes via ultrafast chemical shifts<\/em>\u201d, Nature Communications <strong>13<\/strong>, 7170 (2022)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Link: <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-022-34670-2\">https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-022-34670-2<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS), tambi\u00e9n conocida como espectroscopia de electrones para an\u00e1lisis qu\u00edmico (ESCA), es una herramienta central para estudiar el entorno qu\u00edmico local a nivel at\u00f3mico. Kai Siegbahn recibi\u00f3 el Premio Nobel de F\u00edsica en 1981 por su contribuci\u00f3n pionera y su comprensi\u00f3n de los cambios qu\u00edmicos de energ\u00eda en los experimentos XPS. 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