Физики смогли рассчитать динамику сверхбыстрых фотоиндуцированных реакций

Сотрудники Волгоградского национального университета и их швейцарский сотрудник из Университета Женевы создали компьютерную программу, разрешающую моделировать динамику сверхбыстрого фотоиндуцированного переноса заряда. Моделирование настоящих фотохимических процессов разрешит устанавливать их детальный механизм, повысит эффективность фотокаталитических процессов, в частности неестественного фотосинтеза. Изучение поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты размещены в изданиях Computer Physics Communications и The Journal of Physical Chemistry A.

Реакция фотоиндуцированного переноса электрона есть одним из наиболее значимых первичных процессов в фотосинтезе, она играется важную роль в фотокатализе, весьма перспективных органических фотовольтаических устройствах (преобразователи солнечной энергии в электрическую), а также в зарождающейся и весьма перспективной области – молекулярной электронике.

Главным современным инструментом изучения динамики химических превращений, в частности переноса электрона, есть опыт, делаемый по схеме накачка – зондирование. Для этого употребляется два маленьких лазерных импульса: первый импульс (либо импульс накачки) возбуждает молекулу, а второй представляет собой зондирующий широкополосный лазерный импульс и посылается с некоей задержкой.

«Измеряемый в таких опытах спектр поглощения зондирующего импульса содержит данные о происходящих в молекуле процессах, инициируемых импульсом накачки. Извлечение данной количественной информации вероятно лишь в рамках некоторых моделей, достаточно совершенно верно обрисовывающих динамику происходящих процессов. Представленный в отечественной работе компьютерный код есть инструментом для количественного анализа нестационарных спектров поглощения», — пояснил начальник изучения, доктор наук Волгоградского национального университета Анатолий Иванов.

Большая часть существующих подходов к расчету нестационарных спектров поглощения импульсной энергии молекулой сталкивается или с трудностями при описании динамики химического превращения, или с невозможностью проведения расчетов на больших временах из-за громадного количества вычислений. Эти недочёты делают описание динамики сверхбыстрых фотохимических процессов фактически неосуществимым.

«Отечественный подход, основанный на стохастической модели, разрешает рассчитывать спектральную динамику на персональном компьютере за разумное время. Это обусловлено тем, что он максимально применяет дешёвую экспериментальную данные о разглядываемой молекулярной совокупности и растворителе, сводя к минимуму количество расчетов, — поведал Анатолий Иванов. — Эффективность данного подхода показана на примере расчета нестационарных спектров перилиума в ацетонитриле и их соотнесения с экспериментальными данными».

Прикладное значение изучения волгоградских физиков самое широкое: от создания принципиально нового типа коммуникации до строительства солнечных электростанций, чьи энергопотери минимальны.

Случайные записи:

• «Курчатовский институт» и объединенный институт ядерных исследований подписали соглашения о сотрудничестве
• Роснано примет участие в проекте по расширению производства инновационных теплоизоляционных материалов

Урок 57. Решение задач динамики

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Физики добрались до солнечного ядра

  Интернациональный коллектив физиков при участии россиян в первый раз нашёл низкоэнергичные солнечные нейтрино и измерил полную энергию, выделяемую…

• Первая «физика» на большом адронном коллайдере

  Первые результаты запуска Громадного адронного коллайдера на рекордной энергии столкновения двух встречных пучков протонов (с энергией 3,5 ТэВ любой)…

• Нобелевскую премию по физике вручили за открытие осцилляций нейтрино

  Нобелевскую премию поделили канадец Артур Макдональд и японец Такааки Кадзита, экспериментально доказавшие обоюдное превращение различных видов нейтрино,…

• Физики впервые засняли в рентгене взрыв ксеноновых нанокластеров

  Интернациональная несколько физиков в первый раз заметила процессы, протекающие при облучении ксеноновых нанокластеров интенсивным лазерным лучем. Ученые…