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Observer en temps réel la transformation des molécules
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Des chercheurs du Département de chimie de l’Université de Fribourg sont parvenus, en utilisant un spectromètre à électrons spécialement conçu pour la circonstance, à mesurer des données concernant la dynamique de réaction de la molécule d’acrylonitrile et à en faire une représentation en deux dimensions.
La molécule d’acrylonitrile, présente dans l’espace interstellaire, intervient dans la complexification moléculaire qui mène à la formation de molécules qui constituent les "briques" du vivant.
Lorsque se déroulent des réactions chimiques, les atomes se réorganisent et les molécules constituent de nouvelles structures. Dans ce phénomène, la façon dont les flux d'énergie interviennent joue un rôle-clé.
En effet, compte tenu des lois de la physique et notamment des principes de la mécanique quantique, les atomes ont besoin d’énergie pour franchir les obstacles, puis redescendre de l’autre côté, un peu comme un alpiniste doit d'abord faire un effort particulier pour atteindre le sommet d'une montagne, avant de redescendre dans la vallée.
L'environnement dans lequel ces atomes évoluent est appelé "surface de potentiel". L'équipe de Michael Allan est parvenue à visualiser et à modéliser les différents itinéraires possibles que les atomes peuvent emprunter, compte tenu des contraintes physiques.
Jusqu'à présent, les techniques spectroscopiques utilisées permettaient d'observer les atomes et les molécules avant et après la réaction chimique mais il restait très difficile de les observer au moment même de cette réaction.
Cette difficulté vient du fait que les techniques spectroscopiques sont conçues pour suivre le déplacement des atomes uniquement sur un plan vertical et non pas latéral.
Pour contourner cet obstacle, les chercheurs ont eu l'idée d'exploiter un phénomène physique, en l'occurrence la perte spontanée d'électrons. Concrètement, ils ont accroché un électron supplémentaire à la molécule d’acrylonitrile pour fabriquer un ion négatif. De cette façon, au cours de la réaction chimique, les ions négatifs ont perdu spontanément des électrons, laissant ainsi une "trace", indiquant l'itinéraire emprunté.
Cette technique de spectrométrie à électrons devrait permettre d'étudier une grande variété de molécules et de mieux en comprendre leur formation et leur comportement.
Article rédigé par Gaël Orbois pour RT Flash
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