Il flusso di calore dipende dalla forma delle molecole. Troppo calore può distruggere tanto un robusto motore di automobile quanto un minuscolo microprocessore. Mentre gli scienziati e gli ingegneri cercano di produrre dispositivi sempre più piccoli e a nanoscala (da motori e interruttori molecolari a transistor a singola molecola), il controllo del calore sta diventando un aspetto sempre più importante.

Secondo gli scienziati dell' Università dell'Illinois di Urbana-Champaign e dell' Università di Scranton , che hanno misurato il flusso di energia termica vibrazionale attraverso un sistema acqua-surfattante-solvente organico, quello che davvero importa è la forma delle molecole. In un articolo pubblicato sulla rivista "Science", Dana Dlott e colleghi scrivono infatti che il tasso col quale l'energia termica si sposta attraverso una molecola dipende in modo specifico dalla struttura della molecola stessa. A differenza della normale conduzione termica, differenti eccitazioni possono viaggiare attraverso la molecola con sentieri e velocità differenti.
Per studiare il flusso di energia, i ricercatori hanno usato una tecnica di spettrometria laser ultraveloce con una risoluzione temporale dell'ordine dei picosecondi. Il sistema studiato consisteva in una nanogoccia contenente 35 molecole d'acqua racchiuse in una sfera di surfattante (sodio diottilsolfosuccinato) con lo spessore di una molecola, sospeso in tetracloruro di carbonio. Gli scienziati hanno misurato il flusso di energia vibrazionale dall'acqua attraverso il guscio di surfattante fino al solvente organico, atomo per atomo.

Depositando energia nella nanogoccia, le vibrazioni si muovono attraverso il surfattante e il solvente nel giro di 10 picosecondi. Quando l'energia viene depositata direttamente nel surfattante, invece, le vibrazioni richiedono 20-40 picosecondi per muoversi nel tetracloruro di carbonio, anche se la distanza da percorrere è più breve. Questo perché il movimento dell'energia attraverso le molecole dipende dalla struttura delle stesse e dal modo in cui le vibrazioni interagiscono fra loro.

10/12/2004