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物理学家拍摄光驱动分子反应的停止作用图像

时间:2020-07-21 10:51:26来源:

堪萨斯州立大学的物理学家对光诱导的分子开环反应进行了非常快速的拍摄,类似于帮助人体从阳光中产生维生素D的反应。该研究发表在《自然化学》上。

物理学副教授,这项研究的首席研究员丹尼尔·罗尔斯说:“这就像卡通般的定格动画。”“对于每个分子,您都以激光脉冲开始反应,随时间流逝拍摄快照,然后将它们放在一起。这将创建一个'分子电影',以显示分子的电子结构如何随函数变化从开始到停止之间需要多少时间。”

博士生兼论文的主要作者Shashank Pathak说,这个想法是研究飞轮在飞秒的时间尺度上的动态变化,该时间尺度是飞秒的一万亿分之一秒。研究人员使用自由电子激光,通过记录分子中原子移动时的电子能谱来可视化这些反应的发生方式。

帕塔克说:“自然界中观察到很多开环反应。”“一个例子是我们皮肤中维生素D3的形成。当阳光照射到我们的皮肤上时,我们就会发现具有这些小环结构的大化合物,这些小环结构有助于吸收紫外线。该环打开形成维生素D3形成的前体。 ”。

Pathak说,制造维生素D涉及多种生物学功能,而这种开环只是过程的一小部分,非常小。这项研究能够记录分子中的变化,以便了解过程的速度,过程如何发生并将过程与先前接受的理论进行比较。

罗尔斯说:“了解这一过程对于使可用于技术中的相似过程更加有效,以及制定可应用于相似反应的一般规则具有重要意义。”罗尔斯说,他于2018年获得了美国国家科学基金会教师早期职业奖。这项研究。

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