Το Ινστιτούτο Χημικής Φυσικής Dalian ανακαλύπτει το πρώτο κανάλι αντίδρασης περιαγωγής σε εξαιρετικά διεγερμένη κατάσταση μορίων χρησιμοποιώντας σταθμό συνεκτικού φωτός Dalian

Στις χημικές αντιδράσεις, οι διάχυτες αντιδράσεις, ως ειδικός τύπος μηχανισμού αντίδρασης, έχουν προσελκύσει την ευρεία προσοχή των επιστημόνων. Το Ινστιτούτο Χημικής Φυσικής Dalian, η Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (εφεξής DICP) ανακάλυψε την πρώτη περίπτωση ενός καναλιού αντίδρασης περιαγωγής στην εξαιρετικά διεγερμένη κατάσταση ενός μορίου χρησιμοποιώντας τη Συνεκτική Πηγή Φωτός Dalian, η οποία καταδεικνύει την καθολικότητα της περιαγωγής μηχανισμός αντίδρασης σε χημικές αντιδράσεις, και παρέχει μια νέα προοπτική για την κατανόηση και την πρόβλεψη των χημικών αντιδράσεων.
Αναφέρεται ότι αυτό το ερευνητικό αποτέλεσμα ολοκληρώθηκε από την πειραματική ομάδα του ερευνητή Yuan Kaijun και του ακαδημαϊκού Yang Xueming του Dalian Institute of Chemical Physics, μαζί με τη θεωρητική ομάδα του ερευνητή Fu Bina και του ακαδημαϊκού Zhang Donghui, και τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Επιστήμη στις 16 Φεβρουαρίου, ώρα Πεκίνου.
Η εμφάνιση χημικών αντιδράσεων είναι σαν να «περνάω το βουνό». Στην παραδοσιακή θεωρία μεταβατικής κατάστασης των χημικών αντιδράσεων, η αντίδραση ακολουθεί κυρίως το μονοπάτι της ελάχιστης ενέργειας, όπως ένας «ορειβάτης» βρίσκει συνήθως τη χαμηλότερη κορυφογραμμή και διασχίζει ένα ψηλό βουνό για να καταναλώσει τη λιγότερη ενέργεια. Σε ορισμένες χημικές αντιδράσεις, τα μόρια μπορεί να «κυκλοφορήσουν» μακριά από την περιφέρεια των βουνοκορφών. Από μικροσκοπική άποψη, τα άτομα ή οι ομάδες δεν αποσπώνται αμέσως από τα μόρια, αλλά μάλλον «κολλάνε» κοντά στα μόρια, μακριά και κοντά στα μόρια, ακριβώς όπως οι αστροναύτες που «περιφέρονται» στο διάστημα. "περιαγωγή", και τελικά σχηματίζουν ένα διαφορετικό προϊόν από την παραδοσιακή χημική αντίδραση, που είναι η αντίδραση περιαγωγής.
Στις αρχές του 21ου αιώνα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν για πρώτη φορά την αντίδραση περιαγωγής. Έκτοτε, η ανάλυση του μηχανισμού των διάχυτων αντιδράσεων έχει περιοριστεί στις χαμηλές ηλεκτρονικές και θεμελιώδεις καταστάσεις των μορίων. Η εμφάνιση της Συνεκτικής Πηγής Φωτός Dalian (DCLS) έλυσε το πρόβλημα. Το Dalian Coherent Light Source (DCLS) είναι το πρώτο λέιζερ ακραίων υπεριωδών ελεύθερων ηλεκτρονίων της Κίνας που αναπτύχθηκε από την ομάδα σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Εφαρμοσμένης Φυσικής της Σαγκάης (SIAP) και είναι η μόνη συσκευή χρήστη λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων στον κόσμο που λειτουργεί στην ακραία υπεριώδη ακτινοβολία ζώνη μήκους κύματος. Με την έξοδο ακραίου υπεριώδους φωτός υψηλής φωτεινότητας, συντονιζόμενου σε μήκος κύματος από τη Συνεκτική Πηγή Φωτός Dalian, οποιοδήποτε μόριο μπορεί να διεγερθεί σε μια συγκεκριμένη εξαιρετικά διεγερμένη κατάσταση.
Η ομάδα του ερευνητή Yuan Kaijun και του ακαδημαϊκού Yang Xueming ασχολείται με την έρευνα των μοριακών φωτοχημικών αντιδράσεων εδώ και πολλά χρόνια και πάντα πίστευε στην ύπαρξη αντιδράσεων περιαγωγής μορίων σε εξαιρετικά ενθουσιασμένη κατάσταση, "Όταν αναπτύσσεται η Συνεκτική Πηγή Φωτός Dalian Η ομάδα μας ανέπτυξε ανεξάρτητα πολλές ερευνητικές κατευθύνσεις εκ των προτέρων, και η διαστρική μοριακή φωτοχημεία είναι μία από αυτές." Ο Yuan Kaijun είπε, "Μπορεί να ειπωθεί ότι η Συνεκτική Πηγή Φωτός του Dalian ανοίγει την πόρτα στη μελέτη της έρευνας του μηχανισμού αντίδρασης μοριακής υψηλά διεγερμένης κατάστασης."
Η ομάδα χρησιμοποίησε τη Συνεκτική Πηγή Φωτός Dalian για να παρασκευάσει μόρια διοξειδίου του θείου σε υψηλή διέγερση και σε συνδυασμό με την αυτοαναπτύχθηκε τεχνολογία απεικόνισης ιόντων υψηλής ανάλυσης για να διερευνήσει την κατανομή κβαντικής κατάστασης των προϊόντων οξυγόνου διεγερμένης κατάστασης. Διαπιστώθηκε ότι τα προϊόντα οξυγόνου διεγερμένης κατάστασης που παράγονται από τη διάσταση μορίων διοξειδίου του θείου κοντά στη ζώνη των 133 nm παρουσίασαν δύο κατανομές δονητικής κβαντικής κατάστασης.
Στη συνέχεια, η ομάδα της ερευνήτριας Bina Fu και του ακαδημαϊκού Donghui Zhang αναπαρήγαγε με ακρίβεια το πειραματικά παρατηρούμενο φαινόμενο χρησιμοποιώντας την ανεξάρτητα αναπτυγμένη μέθοδο κατασκευής επιφάνειας διεγερμένης δυναμικής ενέργειας υψηλής ακρίβειας και κινητικούς υπολογισμούς της ανάλυσης κβαντικής κατάστασης προϊόντος, αποκαλύπτοντας ότι τα μόρια διοξειδίου του θείου σε υψηλή Η διεγερμένη κατάσταση μπορεί να δημιουργήσει προϊόντα οξυγόνου με κατανομές υψηλής δονητικής δυναμικής μέσω της διάχυτης αντίδρασης, ενώ η συμβατική οδός ελάχιστης ενέργειας παράγει μόνο προϊόντα οξυγόνου με κατανομές χαμηλής δυναμικής δόνησης. Η συμφωνία μεταξύ των πειραματικών και των θεωρητικών αποτελεσμάτων επιβεβαιώνει την ύπαρξη του καναλιού διάχυτης αντίδρασης σε υψηλή διέγερση και δείχνει ότι οι διάχυτες αντιδράσεις είναι διαδεδομένες στις χημικές αντιδράσεις.
«Μέσω αυτής της μελέτης, δημιουργήσαμε μια νέα αντίληψη των προηγούμενων θεωριών χημικών αντιδράσεων και πολλά φαινόμενα που δεν εξηγούνται από τις παραδοσιακές θεωρίες χημικών αντιδράσεων μπορούν ενδεχομένως να εξηγηθούν από τον μηχανισμό διάχυτης αντίδρασης, ο οποίος θα ενισχύσει την περαιτέρω κατανόηση της φύσης των χημικών αντιδράσεων. " Ο ακαδημαϊκός Yang Xueming είπε: «Κάθε σημαντική ανακάλυψη στη βασική έρευνα διευρύνει τα όρια της ανθρώπινης γνώσης και διευρύνει τα ανθρώπινα αποθέματα γνώσης».