據(jù)美國科學促進會網(wǎng)站近日報道，美國堪薩斯州立大學和西班牙巴塞羅那科學技術研究所（BIST）科學家組成的國際研究團隊，首次用激光成功拍攝出含4個原子的分子在9飛秒內(nèi)化學反應動態(tài)過程。這一發(fā)表在《科學》雜志上的最新研究將為科學家提供有力工具，以觀察化學、生物學和物理學等領域不同類型的反應過程和分子變化。
飛秒只有一千萬億分之一秒，許多化學反應都發(fā)生在飛秒的瞬間，此前沒有辦法測量出飛秒過程中的分子變化。而用激光記錄飛秒內(nèi)分子變化，最早由堪薩斯州立大學物理學家林綺東（音譯）和同事提出，并在2012年首次用激光拍攝出含兩個原子的氧分子動態(tài)分解過程。而拍攝更大的分子需要用到更強的激光，經(jīng)過近5年的漫長研究，林綺東團隊終于與BIST光學研究所延斯·比格爾特團隊攜手攻克了這一挑戰(zhàn)，拍攝出含4個原子的乙炔分子（兩個碳原子和兩個氫原子）化學鍵斷裂過程。
該國際團隊通過一種中紅外激光誘導電子衍射（LIED）的技術，利用分子內(nèi)部自有的電子為分子拍照，獲得了乙炔內(nèi)化學鍵斷開過程的連拍圖片。他們向乙炔分子施加一束強激光，激活分子內(nèi)一個電子離開，啟動乙炔分子發(fā)生分解反應，最后為這一發(fā)生在9飛秒內(nèi)的分子變化連續(xù)拍攝出多張圖片。“這是首次實時觀察到9飛秒內(nèi)的分子分解過程。”
研究團隊還通過所獲得的連拍照片，精確測算出乙炔分子內(nèi)新化學鍵的長短。林綺東解釋道，乙炔分子內(nèi)有4個原子，分子結構內(nèi)含多個化學鍵，借助飛秒激光工具，研究人員能測出化學鍵的斷裂位置和先后順序，從而更好地理解和控制化學反應過程。
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