Çalışma yalnızca ZEMOS araştırma binasındaki tüm harici parazit sinyallerinin en aza indirildiği yeni lazer laboratuvarları sayesinde mümkün olmuştur. Kredi: RUB, Marquard
Foto asitler olarak bilinen belirli moleküllerde, ışık uyarımı yerel bir proton salınımını tetikleyebilir. Bu, çok sayıda kimyasal ve biyolojik süreç için çok önemli olan hızlı bir geçiş görevi görerek, çözeltinin pH seviyesinde ani bir kaymaya neden olur. Proton salınımı sırasında meydana gelen kesin olaylar yakın zamana kadar belirsizliğini koruyordu. Almanya’daki Ruhr Üniversitesi Bochum’daki Mükemmellik Kümesi Ruhr Keşfediyor Çözünürlükten (RESOLV) araştırmacılar, bir deneyde en son teknolojiyi kullanarak bu süreci başarıyla gözlemlediler.
Araştırmacılar, çözünen madde ile çözücü arasında bir vuruş gözlemlediler bu, protonun ayrılmasından önce sadece üç ila beş pikosaniye süren küçük bir titremeyi tetikledi. Bulguları, Chemical Science dergisinde ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Şimdiye kadar, odak noktası boya veya baz olmuştur
En çok çalışılan sözde foto asitlerden biri, kullanılan flüoresan boya olan piranindir. örneğin, sarı fosforlu kalemlerde. RESOLV sözcüsü Profesör Martina Havenith, “Çok sayıda deneysel çalışmaya rağmen, proton ayrılmasının en başındaki süreç hala tartışmalı tartışma konusu olmaya devam ediyor” diyor. Bununla birlikte, tüm ayrılma işlemi de yalnızca 90 pikosaniyelik bir zaman ölçeğinde gerçekleşir. Pikosaniye, saniyenin milyonda birinin milyonda birine karşılık gelir.
Claudius Hoberg ve Martina Havenith (sağda), araştırmayı ZEMOS araştırma binasında gerçekleştirdi. Kredi: RUB, Marquard
Önceki araştırmalar esas olarak ışık uyarılmasından sonra boyanın değişimine odaklanırken, ekip bu işlem sırasında çözücünün, bu durumda suyun, değişimini gözlemleyebildi. ilk kez. Bu, yeni geliştirilen bir teknik olan “Optik Pompa THz Prob Spektroskopisi”nin yardımıyla başarıldı.
Ultra hızlı enerji iletimi
“Enerji noktasında nasıl bir salınım olduğunu takip edebildik. başlayan, daha sonra azalan,” diye açıklıyor Martina Havenith. “Uyarılmış durumdaki proton transferini destekleyen çözücü tepkisinin eylemde yakalanabileceğini görmek heyecan verici.” Bir pikosaniyeden daha kısa bir süre içinde ilk ultra hızlı enerji transferi, yakın çevredeki su moleküllerinin yeniden yapılanmasına neden olur ve ardından gelen proton göçünün yolunu açar.
Bu saptama, bölgedeki yeni lazer laboratuvarları tarafından mümkün kılındı. ZEMOS araştırma binası. Burada, elektromanyetik radyasyon, sıcaklık ve nem dalgalanmalarından kaynaklananlar gibi tüm harici parazit sinyalleri en aza indirilir. Ancak o zaman, boya içeren bir su jetindeki en küçük sarsıntıları bile tespit etmek mümkün olur.
Referans: “Suçta yakalanmak: piraninde uyarılmış durumdaki proton transferini destekleyen solvent tepkisinin gerçek zamanlı gözlemi ” yazan Claudius Hoberg, Justin J. Talbot, James Shee, Thorsten Ockelmann, Debasish Das Mahanta, Fabio Novelli, Martin Head-Gordon ve Martina Havenith, 16 Mart 2023, Chemical Science.
DOI: 10.1039/D2SC07126F{ 14}
İlgili simülasyonlar, Berkeley’deki California Üniversitesi’nde Martin Head-Gordon’un araştırma grubunda gerçekleştirilmiştir. RESOLV’un kardeş enstitüsü olan CALSOLV’a aittir.
Çalışma, Alman Araştırma Vakfı, Avrupa Araştırma Konseyi ve Mercator Araştırma Merkezi Ruhr tarafından finanse edilmiştir.