![]() Comentarii Adauga Comentariu _ Spectroscopie ultrarapidă cu raze X: Vizionarea moleculelor se relaxează în timp real![]() _ Spectroscopie ultrarapidă cu raze X: Vizionarea moleculelor se relaxează în timp realProiectarea următoarei generații de dispozitive eficiente de conversie a energiei pentru alimentarea electronicelor noastre și încălzirea caselor necesită o înțelegere detaliată a modului în care moleculele se mișcă și vibrează în timp ce suferă reacții chimice induse de lumină. p> Cercetătorii de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley al Departamentului de Energie (Berkeley Lab) au vizualizat acum distorsiunile legăturilor chimice dintr-o moleculă de metan după ce aceasta absoarbe lumina, pierde un electron și apoi se relaxează . Studiul lor oferă perspective asupra modului în care moleculele reacționează la lumină, ceea ce poate fi util în cele din urmă pentru dezvoltarea de noi metode de control al reacțiilor chimice. Examinarea modului în care o moleculă răspunde la lumină pe perioade de timp extrem de rapide le permite cercetătorilor să urmărească modul în care se mișcă electronii. în timpul unei reacții chimice. „Marea întrebare este cum disipează o moleculă energia fără a se rupe”, a spus Enrico Ridente, fizician la Berkeley Lab și autor principal al lucrării Science care raportează lucrările. Aceasta înseamnă examinarea modului în care energia în exces este redistribuită într-o moleculă care a fost excitată de lumină, pe măsură ce electronii și nucleii se mișcă în timp ce molecula se relaxează la o stare de echilibru. Sondarea acestor mișcări la scară fină înseamnă a face observații. de procese care au loc la intervale de timp mai rapide decât o milioneme dintr-o miliardime dintr-o secundă. De zeci de ani, cercetătorii s-au bazat pe teorie pentru a descrie modul în care excesul de energie afectează simetria – dar nu rupe – legăturile unei molecule care a fost excitată de lumină. Această teorie prezice modul în care lungimile și unghiurile legăturilor dintre atomii individuali ar trebui să se schimbe în timp ce electronii își schimbă poziția și ce structuri intermediare ar trebui să adopte. Acum, folosind facilități de spectroscopie cu raze X ultrarapide de la Divizia de Științe Chimice a Laboratorului Berkeley, Ridente și colegii săi au observat modul în care structura moleculelor de metan ionizat evoluează în timp. „Ionii de metan sunt un sistem ideal pentru a aborda această întrebare, deoarece nu se despart atunci când sunt excitați de lumină”, a spus Ridente.< /p> Folosind mai întâi un laser pentru a îndepărta un electron din molecula neutră de metan, apoi luând instantanee spectroscopice cu raze X ultrarapide ale ionului rămas, cercetătorii au colectat o serie temporală de semnale spectrale. Semnalele au dezvăluit modul în care forma inițial simetrică devine distorsionată pe o perioadă de zece femtosecunde (o femtosecundă este o cvadrilionime dintr-o secundă) – dovezi observaționale ale unui efect studiat îndelung numit distorsiune Jahn-Teller. Timp mai lung. observațiile au arătat că timp de încă 58 de femtosecunde, forma distorsionată vibrează coerent într-o mișcare asemănătoare foarfecei în timp ce își redistribuie energia prin alte vibrații prin modificările geometrice ale structurii. „Datorită acestor măsurători și înțelegerii dobândite din teorie. , am reușit să rezolvăm în timp evoluția completă a distorsiunii pentru prima dată”, a spus Stephen Leone, chimist la Berkeley Lab și autor principal al lucrării Science. Cercetătorii au folosit Cori. și sistemele Perlmutter de la Centrul Național de Calcul Științific de Cercetare Energetică (NERSC), o facilitate pentru utilizatori DOE Office of Science la Berkeley Lab, pentru a efectua calcule care au confirmat măsurătorile lor ale mișcărilor moleculei. „Putem explica acum. modul în care molecula se distorsionează după pierderea unui electron și modul în care energiile electronilor răspund la aceste schimbări”, a spus Diptarka Hait, student absolvent la Berkeley Lab și principalul autor teoretic al studiului. Studiul a demonstrat. viabilitatea unei abordări cu raze X pentru studierea dinamicii moleculare ultrarapide. Metanul este o moleculă fundamentală, dar simplă, în care unul dintre cele mai elementare tipuri de distorsiuni are loc așa cum a fost prezis, dar cu o dinamică mai bogată și mai complicată decât se înțelegea anterior. „Această cercetare deschide ușa pentru studierea sistemelor mai complexe și a altor tipuri de distorsiuni”, spune Ridente. Astfel de informații despre dinamica electronilor și a nucleelor pot duce la inovații în noile dispozitive de conversie a energiei și aplicații de fotocataliză.
Linkul direct catre PetitieCitiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:
|
|
Comentarii:
Adauga Comentariu