Estabilidad de la glicina incrustada en hielo bajo radiaciones ionizantes espaciales: un estudio RT-TD-DFT y DFT

Área de la Ciencia:

• Química computacional
• Ciencia de materiales
• Física de la radiación

Sus antecedentes:

• La comprensión del daño por radiación en moléculas biológicas es crucial.
• Los entornos de hielo amorfo son relevantes para sistemas extraterrestres y biológicos.
• La glicina es el aminoácido más simple, que sirve como sistema modelo.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos de la radiación ionizante en la glicina dentro de una matriz de hielo amorfo.
• Analizar la deposición de energía y la variación de carga durante el impacto de Ni¹¹⁺.
• Determinar la influencia del entorno de hielo de agua en la ionización y fragmentación de la glicina.

Principales métodos:

• Teoría de funcionales de densidad en tiempo real dependiente del tiempo (RT-TD-DFT) para la dinámica electrónica.
• Teoría de funcionales de densidad (DFT) para el análisis de fragmentación.
• Simulaciones de colisiones de iones Ni¹¹⁺ de 46 MeV con glicina en hielo amorfo.

Principales resultados:

• El impacto directo de Ni¹¹⁺ en la glicina conduce a una ionización significativa.
• La matriz de hielo de agua circundante tiene un efecto mínimo en el intercambio de carga entre los subsistemas de glicina y agua.
• Se analizaron las vías de fragmentación de la glicina después de la ionización.

Conclusiones:

• El entorno de hielo de agua no protege sustancialmente a la glicina de la ionización por iones pesados de alta energía.
• Las colisiones directas proyectil-glicina son los principales impulsores de la ionización y la fragmentación posterior.
• Este estudio proporciona información sobre la química de la radiación en entornos helados.