您现在的位置是:首页 > 生活 > 正文
实时观察分子放松
发布时间:2023-05-25 10:36:01编辑:钱韦河来源:
设计下一代为我们的电子设备供电和为我们的家庭供暖的高效能量转换设备需要详细了解分子在进行光诱导化学反应时如何移动和振动。能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的研究人员现在已经可视化了甲烷分子在吸收光、失去电子然后松弛后化学键的扭曲。他们的研究提供了分子如何对光作出反应的见解,这最终可用于开发控制化学反应的新方法。
检查分子如何在极快的时间尺度上响应光,使研究人员能够追踪电子在化学反应过程中的移动方式。“最大的问题是分子如何在不分裂的情况下耗散能量,”伯克利实验室的物理学家、报告这项工作的科学 论文的主要作者 Enrico Ridente 说。这意味着检查在分子松弛到平衡状态时,当电子和原子核四处移动时,多余的能量如何在被光激发的分子中重新分配。
探索这些精细尺度的运动意味着观察时间尺度上发生的过程快于百万分之一十亿分之一秒。几十年来,研究人员一直依靠理论来描述多余的能量如何影响——但不会破坏——被光激发的分子键的对称性。该理论预测当电子移动位置时单个原子之间的键长和键角应如何变化,以及它应采用何种中间结构。
现在,利用伯克利实验室化学科学部的超快 X 射线光谱仪,Ridente 和他的同事观察了电离甲烷分子的结构如何随时间演变。
“甲烷离子是解决这个问题的理想系统,因为它们在被光激发时不会分开,”Ridente 说。
通过首先使用激光从中性甲烷分子中剥离电子,然后拍摄剩余离子的超快 X 射线光谱快照,研究人员收集了一系列时间序列的光谱信号。这些信号揭示了最初对称的形状如何在 10 飞秒的周期内变得扭曲(1 飞秒是一千万亿分之一秒)——这是一种长期研究的效应的观察证据,称为 Jahn-Teller 失真。更长时间的观察表明,对于另外 58 飞秒,扭曲的形状以类似剪刀的运动连贯地振动,同时通过结构的几何变化通过其他振动重新分配其能量。
“由于这些测量和从理论中获得的理解,我们能够首次对失真的完整演变进行时间分辨,”伯克利实验室的化学家、科学论文的资深作者斯蒂芬·利昂说。
研究人员使用国家能源研究科学计算中心(NERSC) 的Cori 和 Perlmutter 系统,该中心是伯克利实验室的 DOE 科学办公室用户设施,用于执行计算以确认他们对分子运动的测量。
“我们现在可以解释分子在失去电子后如何扭曲以及电子的能量如何响应这些变化,”伯克利实验室的研究生和该研究的主要理论作者 Diptarka Hait 说。
该研究证明了 X 射线方法研究超快分子动力学的可行性。甲烷是一种基本但简单的分子,其中一种最基本的扭曲类型如预测的那样发生,但具有比以前理解的更丰富和更复杂的动力学。“这项研究为研究更复杂的系统和其他类型的扭曲打开了大门,”Ridente 说。这种关于电子和原子核动力学的见解可以导致新能源转换设备和光催化应用的创新。
标签:
廉价有效的冰川排放监测 下一篇
新方法更准确地预测极端事件
猜你喜欢
- w10定时锁屏(10月20日windows定时锁定怎么关)
- 德赛西威 蓝牙(10月08日德赛西威262蓝牙连接不上怎么回事)
- 李易峰出道后签的第一个公司(10月20日李易峰签约了哪个艺人公司)
- 西元208年(10月20日西元2022年是公元哪一年)
- 血色浪漫的陕北民歌插曲全部播放(10月20日血色浪漫所有插曲陕北民歌)
- 洛克王国灵息帕尔技能搭配(10月20日洛克王国灵息帕尔技能解析)
- 网络收音机是实时收音机吗(10月20日收音机和网络收音机什么区别)
- 少儿医保怎么缴费(10月20日在网上如何申请少儿医保)
- 小猫小脚印(10月08日小猫脚印像什么图案)
- 历史上的今天10月20日(10月20日铃村健一和坂本真绫配音的cp)
- 120hz三星amoled电竞屏(10月20日三星AMOLED电竞屏屏幕烧屏吗)
- 马鲛鱼和青占鱼(10月20日马鲛鱼与青鲇鱼哪种好吃)
- 番茄鱼锅怎么做好吃(10月20日齐齐番茄鱼锅做法)
- 英超宣传片主题曲18-19(10月20日2012英超宣传片主题曲)
- 钢琴证书等级查询(10月20日钢琴证书编号查询系统)
- 影楼销售技巧(10月20日影楼门市销售流程七步)
- 跑跑卡丁车spyder和刀锋哪个好(10月20日跑跑卡丁车合金和刀锋哪个好用)
- 10月份出生的是什么星座(10月08日血性男儿12生肖是什么)
- 10月20日北方小年习俗
- 热插拔键盘能通电拔吗(10月19日热插拔键盘为什么经常失灵)
最新文章
- 爵士萨克斯名曲(10月08日爵士萨克斯大师排名)
- 青岛丹香蛋糕网上订购(10月20日青岛丹香蛋糕店官网)
- 无烟柴火灶多少钱一台?(10月20日无烟柴火灶的优缺点)
- 朱军妻子发文(10月20日朱军的第一任妻子是谁)
- 电热丝的应用(10月08日电热丝主要材质由哪些组成)
- 爱信6at变速箱二代和三代的区别(10月20日爱信第三代6at变速箱处于什么水平)
- 2020年叶问还在吗(10月20日叶问真的有那么厉害吗)
- 索尼m2是全画幅吗(10月08日索尼m2值得买吗)
- 保定十七中初中部住宿吗(10月20日保定十七中初中住宿)
- 10月20日jake(jones衣服贵吗)
- 妻子的秘密片头曲(10月08日妻子的秘密片头曲)
- 巴西世界杯几点开始(10月20日巴西世界杯几点开幕)
- 10月20日对应的节日(10月20日故意的近义词是什么)
- 10月20日怎么干净的卸载Microsoft(Office)
- ps4jump大乱斗有多少角色?(10月20日ps5jump大乱斗所有角色)
- 哥弟女装为什么淘宝那么多店(10月08日淘宝上哥弟衣服为什么便宜)
- 罗汉鱼最佳观赏期(10月20日罗汉鱼寿命多长)
- 10月一(10月20日一听啤酒是几罐)
- 电视剧巡回检查组米振东是谁(10月20日巡回检察组米振冬结局)
- 2020年11月20日好声音(10月20日好声音最好听十首歌帕尔哈提)
- 百世快递人工客服几点下班(10月08日百世快递人工客服上班时间)
- 10月20日黄道吉日查询(10月20日青衫司马指的是谁)
- 餐饮产品的市场定位(10月20日餐饮产品定位五步法)
- 电视剧温柔的谎言杨桃结局是什么样的(10月20日温柔的谎言杨桃大结局全集)