Nuove tecniche di spettroscopia a microonde
I più recenti progressi nella tecnologia relativa a oscilloscopi e generatori di forme d’onda digitali hanno permesso di abbreviare i tempi di raccolta dei dati, aumentare la scansione delle larghezze di banda e migliorare la sensibilità della microscopia a microonde. Non c’è da sorprendersi se la microscopia a microonde è diventata un potente strumento, con una vasta gamma di applicazioni. Nell’ambito del progetto MWSPEC (New trends in microwave spectroscopy), finanziato dall’UE, i ricercatori hanno sfruttato una nuova tecnica per il miglioramento della microscopia a microonde. La spettrometria a microonde con impulsi chirp in trasformata di Fourier (chirped-pulse Fourier transform microwave, CP-FTMW) è in grado di fornire dati precisi in relazione a struttura e moti interni di grandi molecole. Il team MWSPEC ha analizzato le prestazioni della spettrometria CP-FTMW a frequenze che vanno dai 2 ai 295 GHz. Lo spettrometro utilizzato per questo scopo si è basato su un generatore di forme d’onda arbitrarie per la creazione di forme d’onda di eccitazione e rilevamento, e ha aperto nuove possibilità per l’analisi dei gas. In particolare, i ricercatori hanno analizzato le prestazioni di questo spettrometro nella misurazione degli spettri rotazionali puri a banda larga di grandi molecole e complessi molecolari. Partendo da tali spettri, potrebbe essere possibile la determinazione di struttura 3D, energia di legame, interazioni intramolecolari e, talvolta, della distribuzione di carica. Il focus è stato successivamente posto sulla spettroscopia a doppia risonanza infrarossi-microonde. I ricercatori hanno analizzato la sua applicabilità alla ridistribuzione di energia vibrazionale intramolecolare nelle molecole altamente eccitate, e al modo in cui potrebbe essere utilizzata per influenzare i prodotti di trasformazione. Inoltre, la spettrometria a microonde con impulsi in trasformata di Fourier è stata ulteriormente sviluppata per l’analisi di molecole con centri chirali multipli. Prima del termine relativo al progetto MWSPEC, è stato sviluppato un nuovo spettrometro di massa a fascio molecolare in grado di unire l’ablazione laser alla scarica elettrica. Per concludere, il progetto ha presentato all’Europa una tecnica spettroscopica più promettente, sviluppata negli Stati Uniti. La spettroscopia CP-FTMW ha reso possibile lo studio delle proprietà strutturali e dinamiche di grandi molecole in fase gassosa. Alcuni miglioramenti evolutivi della tecnica, la renderanno adatta per il rilevamento di molecole nell’atmosfera terrestre, nelle atmosfere planetarie e perfino nel mezzo interstellare.
Parole chiave
Spettroscopia a microonde, MWSPEC, microonde a impulsi chirp in trasformata di Fourier, grandi molecole, atmosfera