Версия для слабовидящих
Движением отдельных электронов в молекуле можно управлять Печать Email
Новости об инновациях
27.10.2015

Физики впервые смогли отследить движение отдельных электронов в молекуле и показали, что эти процессы возможно контролировать. В будущем это позволит управлять ходом химических реакций и биологических процессов, чтобы получать желаемый результат из нескольких возможных вариантов реакции одних и тех же химических веществ.

Результаты исследования, проведённого в швейцарской Высшей технической школы в Цюрихе при участии доктора физико-математических наук Московского физико-технического института Олега Толстихина, а также теоретиков из Дании, Бельгии и Канады, опубликованы 22 октября 2015 г в журнале Science.

Как сообщается, управление движением электронов осуществляется с помощью сверхкоротких лазерных импульсов с длиной волны 800 и 1300 нанометров. Перемещения электронов наблюдались по спектру высоких гармоник, возникающему при взаимодействии лазерного импульса с молекулой.

Используя методы аттофизики, исследователи отслеживали реструктуризацию электронной оболочки. Это ключевой процесс в понимании химической реакции, поскольку перераспределение электронов соответствует формированию новых химических связей.

Группа под руководством Ганса Якоба Вернера из швейцарской Высшей технической школы в Цюрихе ранее провели ряд экспериментов, которые убедительно демонстрируют возможность таких наблюдений, а сейчас исследователи совершили последний шаг: они де-факто отследили перемещение электронов с разрешением 100 аттосекунд (1 аттосекунда = 10-18 секунды) и показали, как контролировать электроны.

Электроны во время эксперимента перемещались вдоль линейной молекулы йодацетилена (HCCI), которые представляют собой вытянутые цепочки из четырёх атомов — водорода, двух атомов углерода и атома йода. Под действием лазерных импульсов конфигурация электронной оболочки менялась: в ней возникало вакантное место для электрона. Под действием лазера возникала суперпозиция двух квантовых состояний этой «дырки»: она может быть с некоторой вероятностью обнаружена сразу на обоих концах молекулы.

«Мы можем управлять движением электронов в молекуле, а это означает, что если эта технология будет развита, мы сможем управлять исходом химических реакций. Например, в смеси газов, где может идти химическая реакция, её исход может быть один, а может быть другой. Светя «правильным» лазером c «правильной» формой импульса, можно сделать один из исходов доминирующим», — объяснил доктор физико-математических наук Олег Толстихин, соавтор научной работы.

По мнению Олега Толстихин, научная работа может найти применение, в частности, при разработке новых медикаментов:

«Если вы можете управлять исходом химической реакции, то можете создавать вещества, большие молекулы — любое лекарство это большая молекула, — которые обычно удаётся получить в результате химических реакций в ничтожных количествах, а так можно будет, например, в половине случаев получить нужное вещество», — сказал он.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/dvizheniem-otdelnykh-elektronov-v-molekule-mozhno-upravlyat

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта