像许多重组的分子结构,在本研究中发生开环反应几百飞秒的时间尺度。研究人员能够收集快照电子结构的反应通过使用fs x射线光脉冲在桌面设备。中所描述的实验科学。
“大部分的工作在过去的几十年中描述分子和材料都集中在静态或不变的x射线光谱调查系统”,研究首席研究员斯蒂芬•里昂说教师伯克利国家实验室的科学家的化学科学部门和加州大学伯克利分校的化学和物理教授。“直到最近,人们开始把时域和寻找瞬态状态与x射线光谱在飞秒的时间尺度。”半岛综合体育官方APP下载德甲
研究人员集中在结构重组,发生在一个分子的3环己二烯(冠心病)是由光引起的,导致高能电子重排,称为激发态。在这个激发态,六个碳原子的环状分子环打开成一个线性六元链分子。开环是由一个非常快的运动之间的能量交换原子核和新动态的电子排布。
这个激活,环的开环反应分子是一个无处不在的化学过程,是一个关键的一步光生物学的皮肤合成维生素D和光电技术潜在的光开关,光数据存储和对光反应变色的设备。
为了描述电子结构在冠心病的开环反应,研究人员使用一个紫外线泵脉冲触发的反应,随后调查进展反应可控延时使用x射线闪光。在给定的时间延迟紫外线照射后,研究人员测量x射线的波长(或能量),使用时间分辨x射线光谱吸收的分子。半岛综合体育官方APP下载德甲
“我们实验的关键是结合x射线能谱的强大优势和飞秒时间分辨能力,最近才成为可能,这些光子能量”,研究报告的主要作者安德鲁玫瑰油,加州大学伯克利分校博士半岛综合体育官方APP下载德甲学位学生在化学。“我们使用一种新型仪器作了一次x光光谱“电影”的冠心病分子内的电子从环打开一个线性配置。“电影”的光谱仍然帧编码指纹的分子和电子结构在给定的时间。”
为了明确解码的光谱指纹观察实验,研究人员进行了一系列的理论模拟的伯克利实验室的原材料和能源研究所分子铸造和理论光谱(次)能源部SLAC国家加速器实验室。模拟建模过程开环和x射线与分子之间的相互作用在其转换。
“动力的丰富性和复杂性的x射线光谱特征,如在本研究需要与理论模拟密切协同,可以直接模型和解释实验观察到的数量”,项目科学家Das Pemmaraju说伯克利实验室的化学科学部门和助理人员的科学家。
使用飞秒光脉冲在一个实验室台式规模的一个关键技术里程碑摆脱这项研究。
“我们使用桌面,激光光源的脉冲x射线能量,到目前为止只有大型养殖场来源有限,“玫瑰油说。
使用谐波产生的x射线脉冲生成,其中红外频率的一个商业fs激光聚焦到一个充满氦气气体细胞,通过一个非线性与氦原子的交互,up-converted x射线的频率。红外频率乘以300倍。研究人员目前正在使用仪器来研究无数光活性的化学反应,重点关注相关的燃烧反应。
“这些研究承诺扩大我们对分子的耦合演化的理解和电子结构,位于化学”的核心,玫瑰油说。
