Femtoquímica

    Rama de la Química que se ocupa del estudio de las reacciones químicas que transcurren en femtosegundos (10-15 segundos).

    Una reacción química es un proceso mediante el cual, a partir de unas sustancias iniciales, llamadas reaccionantes, se producen otras, que se denominan productos de la reacción, resultando la desaparición de las primeras.        

    Así pues, una reacción química es únicamente un proceso de recombinación atómica. En cualquier caso, lo normal es que las reacciones no se produzcan de golpe, sino más bien en una serie de etapas, cada una de las cuales es precursora de la siguiente. De esta manera, en cada escalón del proceso, las sustancias presentes en él se convierten en otras más inestables, y por tanto más reactivas, que, finalmente, acabarán dando los productos de la reacción.

    Dichas sustancias intermedias reciben el nombre de estados intermedios. Entre sus principales características se encuentra su reducido tiempo de vida media, de mili- o picosegundos, circunstancia que impidió su estudio hasta hace poco, a pesar de que siempre se había deseado conocer estos estados activados intermedios.

    Realmente, el estudio de estos estados intermedios se inició en 1950, en Alemania e Inglaterra, con las investigaciones realizadas por el germano Manfred Eigen y los británicos George Porter y Richard Norrish. Sus trabajos, que fueron galardonados con el Nobel de Química, detectaron complejos activados cuya vida oscilaba entre los milisegundos y los microsegundos, aunque en la década de los setenta se llegó a otros de vida mucho menor.

    El valor de estos estudios fue considerable, ya que, gracias a ellos, se dilucidaron múltiples procesos en los que, por transferencias electrónicas, se producían radicales libres, reacciones de interés biológico, como la fotosíntesis, o alteraciones atmosféricas, como, por ejemplo, el deterioro de la capa de ozono.

    La moderna femtoquímica permite observar las evoluciones de los átomos en todas las etapas de la reacción y dentro de cada complejo activado, ofreciendo en tiempo real una imagen de la ruptura de enlaces y de la formación de otros nuevos.

    El padre de esta nueva rama de la Química es el egipcio, nacionalizado norteamericano, Ahmed Zewail, quien realizó sus investigaciones en el Instituto Tecnológico de California. Realmente, los trabajos de este científico, premio Nobel en 1999, efectúan una congelación de los movimientos atómicos, al considerar una unidad de tiempo, el femtosegundo, lo que, siguiendo el símil de una película, permite obtener multitud de fotogramas que, ensamblados, ofrecen, a partir de los productos reaccionantes, una imagen de los complejos activados hasta que éstos desembocan en los productos finales. El trabajo es realizado por un aparato basado en técnicas espectroscópicas que emplea tecnología láser de pulsos muy rápidos, del orden de femtosegundos.

    Las aplicaciones de la fetmoquímica se prevén extensas e importantes. Por citar algunas, cabe mencionar la elección de catalizadores en procesos industriales, el estudio de las interacciones en las unidades electrónicas moleculares, procesos fisiológicos fundamentales en los seres vivos, producción de medicamentos para determinadas patologías, etc.