Institut Fizik Kimia Dalian Menemui Saluran Reaksi Perayauan Pertama dalam Keadaan Molekul Sangat Teruja Menggunakan Stesen Cahaya Koheren Dalian

Dalam tindak balas kimia, tindak balas meresap, sebagai jenis mekanisme tindak balas khas, telah menarik perhatian meluas daripada saintis. Institut Fizik Kimia Dalian, Akademi Sains China (selepas ini dirujuk sebagai DICP) telah menemui kes pertama saluran tindak balas perayauan dalam keadaan molekul yang sangat teruja dengan menggunakan Sumber Cahaya Koheren Dalian, yang menunjukkan kesejagatan perayauan mekanisme tindak balas dalam tindak balas kimia, dan menyediakan perspektif baharu untuk memahami dan meramalkan tindak balas kimia.
Dilaporkan bahawa hasil penyelidikan ini disiapkan oleh pasukan eksperimen penyelidik Yuan Kaijun dan ahli akademik Yang Xueming dari Institut Fizik Kimia Dalian, bersama-sama dengan pasukan teori penyelidik Fu Bina dan ahli akademik Zhang Donghui, dan hasilnya diterbitkan dalam jurnal Sains pada 16 Februari, waktu Beijing.
Berlakunya tindak balas kimia adalah seperti "melepasi gunung". Dalam teori tindak balas kimia keadaan peralihan tradisional, tindak balas terutamanya mengikut laluan tenaga minimum, sama seperti "pendaki gunung" biasanya mencari garis permatang paling rendah dan melintasi gunung yang tinggi untuk menggunakan jumlah tenaga yang paling sedikit. Dalam beberapa tindak balas kimia, molekul mungkin "berputar jauh" dari pinggir puncak gunung. Dari sudut mikroskopik, atom atau kumpulan tidak serta-merta melepaskan diri daripada molekul, sebaliknya "bergantung" berhampiran molekul, jauh dan dekat dengan molekul, sama seperti angkasawan "berkeliaran" di angkasa. "perayauan", dan akhirnya membentuk produk yang berbeza daripada tindak balas kimia tradisional, iaitu tindak balas perayauan.
Pada awal abad ke-21, saintis menemui tindak balas perayauan buat kali pertama. Sejak itu, analisis mekanisme tindak balas meresap telah dihadkan kepada keadaan molekul rendah elektronik dan tanah. Kemunculan Sumber Cahaya Koheren Dalian (DCLS) telah menyelesaikan masalah tersebut. Sumber Cahaya Koheren Dalian (DCLS) ialah laser elektron bebas ultraviolet ekstrem pertama China yang dibangunkan oleh pasukan dengan kerjasama Institut Fizik Gunaan Shanghai (SIAP), dan merupakan satu-satunya peranti pengguna laser elektron bebas bebas di dunia yang beroperasi dalam ultraungu melampau. jalur panjang gelombang. Dengan mengeluarkan kecerahan tinggi, cahaya ultraungu melampau boleh tala panjang gelombang daripada Sumber Cahaya Koheren Dalian, mana-mana molekul boleh teruja kepada keadaan sangat teruja tertentu.
Pasukan penyelidik Yuan Kaijun dan ahli akademik Yang Xueming telah terlibat dalam penyelidikan tindak balas fotokimia molekul selama bertahun-tahun, dan sentiasa mempercayai kewujudan tindak balas perayauan molekul dalam keadaan yang sangat teruja, "Apabila membangunkan Sumber Cahaya Koheren Dalian pasukan kami secara bebas meletakkan beberapa arahan penyelidikan lebih awal, dan fotokimia molekul antara bintang adalah salah satu daripadanya." Yuan Kaijun berkata, "Boleh dikatakan bahawa Sumber Cahaya Koheren Dalian membuka pintu kepada kajian penyelidikan mekanisme reaksi keadaan molekul yang sangat teruja."
Pasukan ini menggunakan Sumber Cahaya Koheren Dalian untuk menyediakan molekul sulfur dioksida keadaan sangat teruja, dan digabungkan dengan teknologi pengimejan ion resolusi tinggi yang dibangunkan sendiri untuk menyiasat pengedaran keadaan kuantum produk oksigen keadaan teruja. Didapati bahawa produk oksigen keadaan teruja yang dihasilkan oleh penceraian molekul sulfur dioksida berhampiran jalur 133 nm menunjukkan dua taburan keadaan kuantum getaran.
Selepas itu, pasukan penyelidik Bina Fu dan ahli akademik Donghui Zhang telah menghasilkan semula fenomena yang diperhatikan secara eksperimen dengan menggunakan kaedah pembinaan permukaan potensi tenaga keadaan teruja berketepatan tinggi yang dibangunkan secara bebas dan pengiraan kinetik resolusi keadaan kuantum produk, mendedahkan bahawa molekul sulfur dioksida dalam keadaan tinggi. keadaan teruja boleh menjana produk oksigen dengan taburan dinamik getaran tinggi melalui tindak balas meresap, manakala laluan tenaga minimum konvensional hanya menjana produk oksigen dengan taburan dinamik getaran rendah. Persetujuan antara keputusan eksperimen dan teori mengesahkan kewujudan saluran tindak balas resap keadaan sangat teruja dan menunjukkan bahawa tindak balas meresap adalah lazim dalam tindak balas kimia.
"Melalui kajian ini, kami telah menghasilkan persepsi baharu tentang teori tindak balas kimia terdahulu, dan banyak fenomena yang tidak dapat dijelaskan oleh teori tindak balas kimia tradisional berpotensi dapat dijelaskan oleh mekanisme tindak balas meresap, yang akan meningkatkan pemahaman lanjut tentang sifat tindak balas kimia. " Ahli akademik Yang Xueming berkata, "Setiap kejayaan dalam penyelidikan asas meluaskan sempadan kognisi manusia dan meluaskan rizab pengetahuan manusia."