Inštitút chemickej fyziky v Dalian objavil prvý roamingový reakčný kanál vo vysoko vzrušenom stave molekúl pomocou koherentnej svetelnej stanice Dalian

V chemických reakciách, difúzne reakcie, ako špeciálny typ reakčného mechanizmu, pritiahli širokú pozornosť vedcov. Dalianský inštitút chemickej fyziky, Čínska akadémia vied (ďalej len DICP) objavil prvý prípad roamingového reakčného kanála vo vysoko excitovanom stave molekuly pomocou Dalianského koherentného svetelného zdroja, ktorý demonštruje univerzálnosť roamingu. reakčný mechanizmus v chemických reakciách a poskytuje nový pohľad na pochopenie a predpovedanie chemických reakcií.
Uvádza sa, že tento výsledok výskumu dokončil experimentálny tím výskumníka Yuana Kaijuna a akademika Yang Xueminga z Dalianského inštitútu chemickej fyziky spolu s teoretickým tímom výskumníka Fu Bina a akademika Zhanga Donghuiho a výsledky boli publikované v časopise Veda 16. februára, pekinského času.
Výskyt chemických reakcií je ako „ísť cez horu“. V tradičnej teórii chemických reakcií prechodových stavov reakcia prebieha hlavne cestou minimálnej energie, rovnako ako „horolezec“ zvyčajne nájde najnižšiu líniu hrebeňa a prekročí vysokú horu, aby spotreboval čo najmenšie množstvo energie. Pri niektorých chemických reakciách môžu molekuly „obiehať preč“ od okraja vrcholkov hôr. Z mikroskopického hľadiska sa atómy alebo skupiny neodtrhnú od molekúl okamžite, ale skôr sa „motajú“ v blízkosti molekúl, ďaleko a blízko molekúl, rovnako ako astronauti „túlajú sa“ vesmírom. "roaming", a nakoniec vytvoria odlišný produkt od tradičnej chemickej reakcie, ktorou je roamingová reakcia.
Na začiatku 21. storočia vedci prvýkrát objavili roamingovú reakciu. Odvtedy sa analýza mechanizmu difúznych reakcií obmedzuje na nízkoelektronické a základné stavy molekúl. Vznik Dalian Coherent Light Source (DCLS) problém vyriešil. Dalian Coherent Light Source (DCLS) je prvý extrémny ultrafialový laser s voľnými elektrónmi v Číne vyvinutý tímom v spolupráci so Šanghajským inštitútom aplikovanej fyziky (SIAP) a je jediným užívateľským zariadením s voľnými elektrónmi na svete, ktoré pracuje v extrémnom ultrafialovom pásme. vlnové pásmo. Výstupom extrémneho ultrafialového svetla s vysokým jasom a nastaviteľnou vlnovou dĺžkou zo zdroja koherentného svetla Dalian môže byť akákoľvek molekula excitovaná do špecifického vysoko excitovaného stavu.
Tím výskumníka Yuana Kaijuna a akademika Yang Xueminga sa už mnoho rokov zaoberá výskumom molekulárnych fotochemických reakcií a vždy veril v existenciu roamingových reakcií molekúl vo vysoko excitovanom stave, „Pri vývoji koherentného svetelného zdroja Dalian náš tím nezávisle vopred stanovil niekoľko výskumných smerov a medzihviezdna molekulárna fotochémia je jedným z nich." Yuan Kaijun povedal: "Dá sa povedať, že Dalianský koherentný svetelný zdroj otvára dvere štúdiu molekulárneho vysoko excitovaného reakčného mechanizmu."
Tím použil koherentný svetelný zdroj Dalian na prípravu molekúl oxidu siričitého vo vysoko excitovanom stave a v kombinácii so samovyvinutou technológiou iónového zobrazovania s vysokým rozlíšením na skúmanie distribúcie kvantového stavu kyslíkových produktov excitovaného stavu. Zistilo sa, že kyslíkové produkty excitovaného stavu generované disociáciou molekúl oxidu siričitého v blízkosti pásma 133 nm vykazovali dve distribúcie vibračných kvantových stavov.
Následne tím výskumníka Bina Fu a akademika Donghui Zhanga presne reprodukoval experimentálne pozorovaný jav pomocou nezávisle vyvinutej vysoko presnej metódy konštrukcie povrchovej energie s potenciálom excitovaného stavu a kinetických výpočtov rozlíšenia v kvantovom stave produktu, čo odhalilo, že molekuly oxidu siričitého vo vysokej excitovaný stav môže generovať kyslíkové produkty s vysokou distribúciou vibračnej dynamiky prostredníctvom difúznej reakcie, zatiaľ čo konvenčná minimálna energetická dráha generuje iba kyslíkové produkty s nízkou distribúciou vibračnej dynamiky. Zhoda medzi experimentálnymi a teoretickými výsledkami potvrdzuje existenciu vysoko excitovaného difúzneho reakčného kanála a ukazuje, že v chemických reakciách prevládajú difúzne reakcie.
"Prostredníctvom tejto štúdie sme vytvorili nové vnímanie predchádzajúcich teórií chemických reakcií a mnohé javy nevysvetlené tradičnými teóriami chemických reakcií možno potenciálne vysvetliť mechanizmom difúznej reakcie, čo prispeje k ďalšiemu pochopeniu povahy chemických reakcií. " Akademik Yang Xueming povedal: "Každý prelom v základnom výskume rozširuje hranice ľudského poznania a rozširuje zásoby ľudských vedomostí."