Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü, Dalian Tutarlı Işık İstasyonunu Kullanarak Moleküllerin Yüksek Uyarılmış Halindeki İlk Gezici Reaksiyon Kanalını Keşfetti

Kimyasal reaksiyonlarda, reaksiyon mekanizmasının özel bir türü olan yaygın reaksiyonlar, bilim adamlarının geniş ilgisini çekmiştir. Çin Bilimler Akademisi, Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü (bundan böyle DICP olarak anılacaktır), dolaşımın evrenselliğini gösteren Dalian Tutarlı Işık Kaynağını kullanarak bir molekülün yüksek derecede uyarılmış durumundaki gezici reaksiyon kanalının ilk vakasını keşfetti. Kimyasal reaksiyonlarda reaksiyon mekanizmasını incelemek ve kimyasal reaksiyonları anlamak ve tahmin etmek için yeni bir bakış açısı sağlar.
Bu araştırma sonucunun Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü'nden araştırmacı Yuan Kaijun ve akademisyen Yang Xueming'den oluşan deneysel ekip, araştırmacı Fu Bina ve akademisyen Zhang Donghui'den oluşan teorik ekip tarafından tamamlandığı ve sonuçların dergide yayınlandığı bildirildi. Bilim 16 Şubat'ta, Pekin saatiyle.
Kimyasal reaksiyonların meydana gelmesi "dağın aşılması" gibidir. Kimyasal reaksiyonların geleneksel geçiş durumu teorisinde, reaksiyon esas olarak minimum enerji yolunu takip eder; tıpkı bir "dağcının" genellikle en düşük sırt çizgisini bulması ve en az miktarda enerji tüketmek için yüksek bir dağı geçmesi gibi. Bazı kimyasal reaksiyonlarda, moleküller dağ zirvelerinin çevresinden "uzaklaşabilir". Mikroskobik açıdan bakıldığında, atomlar veya gruplar moleküllerden hemen kopmazlar, bunun yerine, tıpkı uzayda "dolaşan" astronotlar gibi, moleküllerin yakınında, moleküllere uzak ve yakın "takılırlar". "dolaşım" ve sonunda dolaşım reaksiyonu olan geleneksel kimyasal reaksiyondan farklı bir ürün oluşturur.
21. yüzyılın başında bilim adamları ilk kez dolaşım reaksiyonunu keşfettiler. O zamandan beri, yaygın reaksiyonların mekanizmasının analizi, moleküllerin düşük elektronik ve temel durumlarıyla sınırlıydı. Dalian Tutarlı Işık Kaynağının (DCLS) ortaya çıkışı sorunu çözdü. Dalian Tutarlı Işık Kaynağı (DCLS), ekip tarafından Şangay Uygulamalı Fizik Enstitüsü (SIAP) ile işbirliği içinde geliştirilen Çin'in ilk aşırı ultraviyole serbest elektron lazeridir ve aşırı ultraviyole ortamda çalışan dünyanın tek serbest elektronlu lazer kullanıcı cihazıdır. dalga boyu bandı. Dalian Tutarlı Işık Kaynağından yüksek parlaklıkta, dalga boyu ayarlanabilen aşırı ultraviyole ışık üretilerek, herhangi bir molekül belirli bir yüksek derecede uyarılmış duruma uyarılabilir.
Araştırmacı Yuan Kaijun ve akademisyen Yang Xueming'den oluşan ekip, uzun yıllardır moleküler fotokimyasal reaksiyonların araştırmasıyla ilgileniyor ve her zaman yüksek derecede uyarılmış durumdaki moleküllerin dolaşım reaksiyonlarının varlığına inandı, "Dalian Tutarlı Işık Kaynağını geliştirirken ekibimiz bağımsız olarak önceden çeşitli araştırma yönergeleri belirledi ve yıldızlararası moleküler fotokimya da bunlardan biri." Yuan Kaijun, "Dalian Tutarlı Işık Kaynağının, moleküler yüksek düzeyde uyarılmış durum reaksiyon mekanizması araştırmalarına kapıyı açtığı söylenebilir." dedi.
Ekip, yüksek düzeyde uyarılmış durumdaki kükürt dioksit moleküllerini hazırlamak için Dalian Tutarlı Işık Kaynağını kullandı ve uyarılmış durumdaki oksijen ürünlerinin kuantum durum dağılımını araştırmak için kendi geliştirdiği yüksek çözünürlüklü iyon görüntüleme teknolojisiyle birleştirdi. 133 nm bandına yakın kükürt dioksit moleküllerinin ayrışmasıyla üretilen uyarılmış hal oksijen ürünlerinin iki titreşimli kuantum durum dağılımı gösterdiği bulunmuştur.
Daha sonra araştırmacı Bina Fu ve akademisyen Donghui Zhang'dan oluşan ekip, bağımsız olarak geliştirilen yüksek hassasiyetli uyarılmış durum potansiyeli enerji yüzeyi oluşturma yöntemini ve ürün kuantum durum çözünürlüğünün kinetik hesaplamalarını kullanarak deneysel olarak gözlemlenen fenomeni doğru bir şekilde yeniden üretti ve yüksek sıcaklıktaki kükürt dioksit moleküllerinin ortaya çıktığını ortaya çıkardı. Uyarılmış durum, yaygın reaksiyon yoluyla yüksek titreşim dinamiği dağılımlarına sahip oksijen ürünleri üretebilirken, geleneksel minimum enerji yolu yalnızca düşük titreşim dinamiği dağılımlarına sahip oksijen ürünleri üretir. Deneysel ve teorik sonuçlar arasındaki uyum, yüksek derecede uyarılmış durumlu dağınık reaksiyon kanalının varlığını doğrulamaktadır ve kimyasal reaksiyonlarda yaygın reaksiyonların yaygın olduğunu göstermektedir.
"Bu çalışma sayesinde, önceki kimyasal reaksiyon teorileri hakkında yeni bir algı oluşturduk ve geleneksel kimyasal reaksiyon teorileri tarafından açıklanmayan birçok fenomen, kimyasal reaksiyonların doğasının daha iyi anlaşılmasını geliştirecek olan yaygın reaksiyon mekanizması tarafından potansiyel olarak açıklanabilir. " Akademisyen Yang Xueming, "Temel araştırmalardaki her atılım, insan bilişinin sınırlarını genişletir ve insanın bilgi rezervlerini genişletir." dedi.