• Este hallazgo en química ultrarrápida -publicado en Science Advances- puede ayudar a diseñar mejores fármacos, materiales avanzados y comprender procesos biológicos fundamentales

 

Madrid, 26 de mayo de 2026.-Un equipo de investigadores de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), en colaboración con la Nanyang Technological University (Singapur), el sincrotrón SOLEIL (Francia) y la Universidad Autónoma de Madrid (España), ha logrado un hito en química: observar por primera vez cómo distintas formas de una misma molécula reaccionan a velocidades muy diferentes, y hacerlo en tiempo real a temperatura ambiente. El trabajo, publicado en Science Advances, revela que pequeños cambios en la geometría molecular pueden alterar profundamente la dinámica de las reacciones químicas, desde escalas ultrarrápidas de femtosegundos (10⁻¹⁵ s) hasta picosegundos (10⁻¹² s).

El estudio se centró en el 1-yodopropano, una molécula orgánica sencilla formada por carbono, hidrógeno y yodo. Aunque químicamente es una sola molécula, puede adoptar distintas configuraciones espaciales llamadas confórmeros. En este caso, los dos principales —denominados anti y gauche— presentan diferencias mínimas en el ángulo de sus átomos, pero esa pequeña variación resulta clave: al ser ionizadas por un láser intenso, los confórmeros se rompen a velocidades muy distintas. El gauche se fragmenta en apenas 190 femtosegundos, mientras que el anti tarda casi diez veces más, unos 1,4 picosegundos.

Para observar estas reacciones, los científicos utilizaron técnicas láser ultrarrápidas, como la espectroscopía de absorción transitoria en el ultravioleta extremo (XUV), que permiten “grabar” el movimiento de los átomos en tiempo real. Los experimentos, combinados con mediciones en el sincrotrón SOLEIL y cálculos teóricos avanzados, permitieron reconstruir el paisaje energético de la reacción y explicar por qué un confórmero se rompe más rápido que el otro: la existencia de una barrera energética en el confórmero anti retrasa la ruptura, mientras que en el gauche la disociación ocurre de forma directa.

Este hallazgo tiene gran relevancia, ya que demuestra que la conformación molecular controla reacciones químicas ultrarrápidas incluso en condiciones normales, sin necesidad de enfriar las moléculas a temperaturas extremas. Hasta ahora, distinguir entre confórmeros requería experimentos cerca del cero absoluto. El nuevo enfoque abre la puerta a estudiar moléculas más complejas y procesos químicos aún más rápidos, incluyendo fenómenos relacionados con el movimiento de electrones y la formación o ruptura de enlaces.

Comprender cómo la forma de una molécula influye en su comportamiento es fundamental en muchos campos: biología (donde las proteínas dependen de su conformación), química atmosférica, diseño de materiales y farmacología, donde diferentes confórmeros pueden tener efectos muy distintos en el organismo.

En palabras de los investigadores, “este estudio demuestra que incluso los cambios más pequeños en la geometría de una molécula pueden tener consecuencias enormes en su reactividad, y que hoy es posible observar estos procesos en tiempo real gracias a la química láser ultrarrápida”.

 

^{Esquema de las reacciones de los dos confórmeros en función del tiempo}

 

_{Referencia: Zhengrong Wei, Jesús González Vázquez, Pedro Recio, Gustavo A. García, Sonia; Marggi Poullain, Jialin Li, Luis Bañares, and Zhi-Heng Loh. “Conformer-resolved ultrafast chemical dynamics observed at ambient temperatura”. DOI: 10.1126/sciadv.aed8682}

 

 

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