Daliani Keemilise Füüsika Instituut avastas Daliani koherentse valgusjaama abil esimese rändlusreaktsiooni kanali väga erutatud molekulide olekus

Keemilistes reaktsioonides on hajusreaktsioonid kui reaktsioonimehhanismi eriliik pälvinud teadlaste laialdast tähelepanu. Hiina Teaduste Akadeemia Daliani Keemilise Füüsika Instituut (edaspidi DICP) avastas Daliani koherentset valgusallikat kasutades molekuli üliergastatud olekus rändleva reaktsioonikanali esimese juhtumi, mis näitab rändluse universaalsust. keemiliste reaktsioonide reaktsioonimehhanismi ning annab uue vaatenurga keemiliste reaktsioonide mõistmiseks ja ennustamiseks.
On teatatud, et selle uurimistulemuse on lõpetanud Daliani Keemilise Füüsika Instituudi teadlase Yuan Kaijuni ja akadeemiku Yang Xuemingi eksperimentaalne meeskond koos teadlase Fu Bina ja akadeemik Zhang Donghui teoreetilise meeskonnaga ning tulemused avaldati ajakirjas. Teadus 16. veebruaril Pekingi aja järgi.
Keemiliste reaktsioonide toimumine on nagu "üle mäe minek". Traditsioonilises keemiliste reaktsioonide siirdeseisundite teoorias kulgeb reaktsioon peamiselt minimaalse energia rada, nii nagu "mägironija" leiab tavaliselt madalaima harjajoone ja ületab kõrge mäe, et kulutada kõige vähem energiat. Mõnedes keemilistes reaktsioonides võivad molekulid mäetippude äärealadelt "tiiru ära teha". Mikroskoopiliselt vaadatuna ei eraldu aatomid või rühmad koheselt molekulidest lahti, vaid pigem "rippuvad" molekulide läheduses, kaugel ja nende lähedal, täpselt nagu kosmoses "rändlevad" astronaudid. "rändlusreaktsioon" ja lõpuks moodustub tavapärasest keemilisest reaktsioonist, milleks on rändlusreaktsioon, erinev toode.
21. sajandi alguses avastasid teadlased esimest korda rändlusreaktsiooni. Sellest ajast alates on hajureaktsioonide mehhanismi analüüs piirdunud molekulide madala elektroonika ja põhiolekuga. Daliani koherentse valgusallika (DCLS) ilmumine on probleemi lahendanud. Daliani koherentne valgusallikas (DCLS) on Hiina esimene ekstreemne ultraviolettkiirguse vabade elektronide laser, mille meeskond on välja töötanud koostöös Shanghai Rakendusfüüsika Instituudiga (SIAP), ja see on maailmas ainus vabade elektronide laseri kasutaja seade, mis töötab äärmuslikul ultraviolettkiirgusel. lainepikkuse riba. Väljastades Daliani koherentsest valgusallikast suure eredusega, lainepikkusega häälestatava äärmise ultraviolettvalguse, saab iga molekuli ergutada konkreetsesse tugevasti ergastatud olekusse.
Teadlase Yuan Kaijuni ja akadeemik Yang Xuemingi meeskond on aastaid tegelenud molekulaarsete fotokeemiliste reaktsioonide uurimisega ning on alati uskunud molekulide rändreaktsioonide olemasolu väga erutatud olekus: "Daliani koherentse valgusallika väljatöötamisel meie meeskond koostas iseseisvalt mitu uurimissuunda ja tähtedevaheline molekulaarne fotokeemia on üks neist." Yuan Kaijun ütles: "Võib öelda, et Daliani koherentne valgusallikas avab ukse molekulaarse tugevalt erutatud oleku reaktsioonimehhanismide uurimisele."
Meeskond kasutas Daliani koherentset valgusallikat väga ergastatud vääveldioksiidi molekulide valmistamiseks ja kombineeris seda ise väljatöötatud kõrge eraldusvõimega ioonkujutise tehnoloogiaga, et uurida ergastatud olekuga hapnikutoodete kvantseisundi jaotust. Leiti, et ergastatud olekuga hapnikuproduktid, mis tekkisid vääveldioksiidi molekulide dissotsiatsioonil 133 nm riba lähedal, näitasid kahte vibratsioonilise kvantoleku jaotust.
Seejärel reprodutseeris teadlase Bina Fu ja akadeemik Donghui Zhangi meeskond täpselt eksperimentaalselt vaadeldud nähtuse, kasutades iseseisvalt väljatöötatud ülitäpset ergastatud oleku potentsiaalse energia pinna ehitusmeetodit ja toote kvantoleku eraldusvõime kineetilisi arvutusi, mis näitas, et vääveldioksiidi molekulid ergastatud olek võib difuusse reaktsiooni kaudu tekitada kõrge vibratsioonidünaamika jaotusega hapnikuprodukte, samas kui tavaline minimaalse energiarada tekitab ainult madala vibratsioonidünaamika jaotusega hapnikutooteid. Eksperimentaalsete ja teoreetiliste tulemuste kokkulangevus kinnitab väga ergastatud oleku hajusreaktsioonikanali olemasolu ja näitab, et keemilistes reaktsioonides on levinud hajusreaktsioonid.
"Selle uuringu kaudu oleme loonud uue ettekujutuse varasematest keemiliste reaktsioonide teooriatest ja paljusid traditsiooniliste keemiliste reaktsioonide teooriatega seletamatuid nähtusi võib potentsiaalselt seletada hajutatud reaktsioonimehhanismiga, mis aitab paremini mõista keemiliste reaktsioonide olemust. " Akadeemik Yang Xueming ütles: "Iga läbimurre alusuuringutes laiendab inimese tunnetuse piire ja laiendab inimeste teadmiste reserve."