Разрыв единичной молекулы засняли на видео

Физикам из Стенфордского центра линейного ускорителя (SLAC) в первый раз удалось проследить за трансформациями формы единичной молекулы в ходе только стремительной химической реакции. Об этом информирует пресс-релиз организации, а статья, посвященная работе, «опубликована»Жhttp://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.255501 в издании Physical Review Letters.

В качестве модельного процесса исследователи выбрали реакцию разрыва кольца циклической молекулы циклогексадиена-1,3. В данной молекуле две имеющиеся двойные связи сопряжены, другими словами поделены только одной связью. Под действием ультрафиолетового излучения сообщение, находящаяся наоборот сопряженной совокупности рвется, одновременно с этим происходит перераспределение электронов двойных связей и в следствии образуется незамкнутая молекула гексатриена.

Эта реакция относится к классу электроциклических превращений, прекрасно изученных химиками.

Схема опыта. Изображение: Minitti et al. / Physical Review Letters, 2015

Для прямой визуализации физики применяли возможности лазера на свободных электронах, установленного в SLAC. Пучки рентгеновского излучения, создаваемого им, рассеиваясь на молекулах вещества формируют картину, по которой возможно весьма определить форму молекул. Он выступал в роли фотовспышки, фиксирующей стадии протекания реакции.

Чтобы создать комплект, всецело анимирующий реакцию, нужно «поймать» различные ее стадии, причем принципиально важно знать, в каком порядке склеивать анимацию. Исходя из этого авторы прибегли к следующей схеме опыта. В реакционную камеру поступал импульс ультрафиолетового излучения, запускающий реакцию. За ним, в строго определенный момент времени, поступал пучок рентгеновского излучения длительностью всего 25 фемтосекунд — квадриллионных долей секунды.

Происходила фиксация кадра будущей анимации, после этого процедура повторялась с увеличенной задержкой.

Полученные картины рассеяния сравнивались с предсказанными теоретически. Так происходило восстановление перемещений, создаваемых атомами в молекуле. В следствии авторам удалось продемонстрировать, что протекавшая в опыте реакция на 80 процентов описывалась четырьмя процессами, два из которых не приводили к итоговому разрыву кольца (реакция обратима), а два завершались образованием гексатриена.

Темперамент рассеяния, предсказанный теоретически (цветные линии) и экспериментальный (тёмные линии) в зависимости от времени Изображение: Minitti et al. / Physical Review Letters, 2015

Ответственным результатом работы, по словам авторов, есть определение времени, уходящего на разные стадии реакции. Так, к примеру, процесс разрыва кольца занимает менее 50 фемтосекунд. Как утверждает Майкл Минитти, один из авторов работы, съемка аналогичного «молекулярного видео» являлась одной из целей, лежавших за постройкой LCLS — наблюдением за процессами на ядерном уровне.

Авторы сохраняют надежду, что их изучение окажет помощь в будущем заметить более сложные реакции больших молекул и лучше осознать механизмы, стоящие за протеканием химических реакций.

Случайные записи:

• Спрос на продукцию инновационных компаний в россии потенциально очень велик
• Роснано и группа втб создают dfj-vtb aurora — семейство фондов нанотехнологий и инноваций с участием международного лидера венчурного рынка draper fisher jurvetson (dfj)

Оператор не боится близких разрывов 152 мм снарядов.

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Ученые создали микроскопический электромеханический выключатель из молекулы днк

  Несколько исследователей из Калифорнийского университета в Дэвисе и Вашингтонского университета показала, что электрической проводимостью молекул ДНК…

• «Молекулу» вигнера можно обнаружить в углеродных нанотрубках

  Совместная исследовательская группа из Израиля, США и Италии говорит, что ей удалось замечать так именуемую молекулу Вигнера в ультрачистых углеродных…

• Молекула «вечной молодости» поставила всех в тупик

  Очередное молекулярное «молодильное яблоко» не спешит оправдывать ожидания – одинаковый белок в различных опытах может как содействовать регенерации…

• Половинки молекул фуллерена могут стать элементами схем молекулярной электроники

  20010,0,3500, Что будет, если взять молекулу фуллерена C60 и разрезать ее пополам словно арбуз? То, что получится в результате такого действия, называется…