Door licht te vangen in kleine openingen van slechts een paar atomen breed, heeft een team van het NanoPhotonics Center van het Cavendish Laboratory van de Universiteit van Cambridge de optische krachten duizendvoudig vergroot, sterk genoeg om atomen in posities te dwingen die chemische reacties efficiënter aansturen.

"We hebben een nieuwe manier gevonden om de krachten van licht te versterken, genoeg om nu metaalatomen te verplaatsen, en dat is de sleutel om de energiebarrière te verminderen om katalyse gemakkelijker te laten werken", legt co-hoofdonderzoeker Shu Hu uit.

Zwakke trekstralen worden gebruikt om optische pincetten te maken die biologische processen kunnen onderzoeken met bundels van strak gefocust licht die transparante micro-objecten van glas of polymeer vangen. Maar om licht te gebruiken om afzonderlijke atomen uit vaste stoffen te plukken, zijn veel sterkere krachten nodig. Nu heeft een team van het NanoPhotonics Center in het Cavendish Laboratory een manier laten zien om kleine spleten te bouwen die de optische krachten van zichtbaar licht vergroten. Ze gebruiken deze om enkele goudatomen uit een kristal te trekken, ze dicht bij een moleculaire binding te benaderen en de effecten direct op hun flopping en vibratie te bekijken. Gepubliceerd in Wetenschapsvooruitgang , laten ze nieuwe manieren zien om licht krachtig te laten werken en suggereren ze nieuwe benaderingen voor het aansturen van chemische transformaties.

Door in hun experimenten één band tegelijk te bekijken, wordt vermeden dat het gemiddelde wordt genomen over een menigte van verschillende effecten. "Enkele metaalatomen zijn het aambeeld waar katalyse nieuwe chemische bindingen smeedt", belooft prof. Jeremy Baumberg, "en we kunnen dit proces gaan bekijken en beheersen." Katalyse is essentieel voor alle door de mens gemaakte chemicaliën en polymeren.

"Het is alsof je in realtime naar de prachtige dans van een atoom en een molecuul kijkt", merkt Hu op. + Verder verkennen

Het kleinste vergrootglas ter wereld maakt het mogelijk om chemische bindingen tussen atomen te zien