Dalian Institut za hemijsku fiziku otkriva prvi roming reakcijski kanal u visoko uzbuđenom stanju molekula koristeći Dalian koherentnu svjetlosnu stanicu

U hemijskim reakcijama, difuzne reakcije, kao posebna vrsta reakcionog mehanizma, privukle su široku pažnju naučnika. Dalian Institut za hemijsku fiziku, Kineska akademija nauka (u daljem tekstu DICP) otkrio je prvi slučaj lutajućeg reakcionog kanala u visoko pobuđenom stanju molekule koristeći Dalian koherentni izvor svetlosti, koji demonstrira univerzalnost roaminga mehanizam reakcije u hemijskim reakcijama, i pruža novu perspektivu za razumevanje i predviđanje hemijskih reakcija.
Izvještava se da je ovaj rezultat istraživanja upotpunio eksperimentalni tim istraživača Yuana Kaijuna i akademika Yang Xueminga sa Dalian Instituta za hemijsku fiziku, zajedno s teorijskim timom istraživača Fu Bine i akademika Zhang Donghuija, a rezultati su objavljeni u časopisu Nauka 16. februara po pekinškom vremenu.
Pojava hemijskih reakcija je kao "prelazak preko planine". U tradicionalnoj teoriji prijelaznih stanja kemijskih reakcija, reakcija uglavnom slijedi put minimalne energije, baš kao što "planinar" obično pronađe najniži greben i pređe visoku planinu kako bi potrošio najmanju količinu energije. U nekim hemijskim reakcijama, molekuli mogu "kružiti dalje" od periferije planinskih vrhova. Sa mikroskopske tačke gledišta, atomi ili grupe se ne odvajaju odmah od molekula, već radije „vise“ u blizini molekula, daleko i blizu molekula, baš kao što astronauti „lutaju“ svemirom. "roming", i na kraju formiraju drugačiji proizvod od tradicionalne hemijske reakcije, a to je reakcija rominga.
Početkom 21. veka naučnici su prvi put otkrili reakciju rominga. Od tada je analiza mehanizma difuznih reakcija ograničena na niskoelektronska i osnovna stanja molekula. Pojava Dalian koherentnog izvora svjetlosti (DCLS) riješila je problem. Dalian Coherent Light Source (DCLS) je prvi kineski ekstremni ultraljubičasti laser sa slobodnim elektronima koji je razvio tim u saradnji sa Šangajskim institutom za primijenjenu fiziku (SIAP), i jedini je svjetski laserski uređaj sa slobodnim elektronima koji radi u ekstremnom ultraljubičastom zračenju. opseg talasne dužine. Izdavanjem ekstremnog ultraljubičastog svjetla velike svjetline, podesivog talasne dužine iz Dalian koherentnog izvora svjetlosti, bilo koja molekula može biti pobuđena u specifično visoko pobuđeno stanje.
Tim istraživača Yuan Kaijuna i akademika Yang Xueminga bavio se istraživanjem molekularnih fotokemijskih reakcija dugi niz godina, i oduvijek je vjerovao u postojanje lutajućih reakcija molekula u visoko pobuđenom stanju, "Prilikom razvoja Dalian koherentnog izvora svjetlosti naš tim je samostalno izložio nekoliko istraživačkih pravaca unaprijed, a međuzvjezdana molekularna fotokemija je jedan od njih." Yuan Kaijun je rekao: "Može se reći da Dalian koherentni izvor svjetlosti otvara vrata proučavanju molekularnog istraživanja mehanizma reakcije u visoko pobuđenom stanju."
Tim je koristio Dalian koherentni izvor svjetlosti za pripremu visoko pobuđenih molekula sumpor dioksida i u kombinaciji sa samorazvijenom tehnologijom ionskog snimanja visoke rezolucije kako bi ispitao kvantnu raspodjelu stanja kisikovih produkata pobuđenog stanja. Utvrđeno je da produkti kisika pobuđenog stanja nastali disocijacijom molekula sumpor-dioksida u blizini pojasa od 133 nm pokazuju dvije distribucije kvantnog stanja vibracija.
Nakon toga, tim istraživača Bina Fua i akademika Donghui Zhanga precizno je reproducirao eksperimentalno uočeni fenomen koristeći nezavisno razvijenu metodu površinske konstrukcije potencijalne energije visoke preciznosti i kinetičke proračune rezolucije kvantnog stanja proizvoda, otkrivajući da su molekuli sumpor-dioksida u visokom nivou. pobuđeno stanje može da generiše produkte kiseonika sa visokom distribucijom dinamike vibracija kroz difuznu reakciju, dok konvencionalni put minimalne energije stvara proizvode kiseonika sa niskom raspodelom dinamike vibracija. Slaganje eksperimentalnih i teorijskih rezultata potvrđuje postojanje kanala difuzne reakcije u visoko pobuđenom stanju i pokazuje da u kemijskim reakcijama prevladavaju difuzne reakcije.
„Kroz ovu studiju stvorili smo novu percepciju prethodnih teorija kemijskih reakcija, a mnoge pojave neobjašnjene tradicionalnim teorijama kemijskih reakcija potencijalno se mogu objasniti mehanizmom difuzne reakcije, što će poboljšati dalje razumijevanje prirode kemijskih reakcija. " Akademik Yang Xueming je rekao: "Svaki proboj u osnovnom istraživanju proširuje granice ljudske spoznaje i proširuje rezerve ljudskog znanja."