Dalian Institute of Chemical Physics opdager den første roaming-reaktionskanal i meget ophidset tilstand af molekyler ved hjælp af Dalian Coherent Light Station

I kemiske reaktioner har diffuse reaktioner, som en særlig type reaktionsmekanisme, tiltrukket sig bred opmærksomhed fra videnskabsmænd. Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences (herefter benævnt DICP) har opdaget det første tilfælde af en roaming-reaktionskanal i et molekyles stærkt exciterede tilstand ved at bruge Dalian Coherent Light Source, som demonstrerer universaliteten af ​​roaming reaktionsmekanisme i kemiske reaktioner, og giver et nyt perspektiv til at forstå og forudsige kemiske reaktioner.
Det rapporteres, at dette forskningsresultat er afsluttet af det eksperimentelle team af forskeren Yuan Kaijun og akademiker Yang Xueming fra Dalian Institute of Chemical Physics, sammen med det teoretiske team af forskeren Fu Bina og akademiker Zhang Donghui, og resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Videnskab den 16. februar, Beijing-tid.
Forekomsten af ​​kemiske reaktioner er som at "gå over bjerget". I den traditionelle overgangstilstandsteori for kemiske reaktioner følger reaktionen hovedsageligt minimumsenergiens vej, ligesom en "bjergbestiger" normalt finder den laveste højderyg og krydser et højt bjerg for at forbruge den mindste mængde energi. I nogle kemiske reaktioner kan molekylerne "cirkle væk" fra bjergtoppernes periferi. Fra et mikroskopisk synspunkt bryder atomerne eller grupperne ikke umiddelbart væk fra molekylerne, men "hænger rundt" i nærheden af ​​molekylerne, langt væk og tæt på molekylerne, ligesom astronauter "roamer" i rummet. "roaming", og til sidst danne et andet produkt end den traditionelle kemiske reaktion, som er roaming-reaktionen.
I begyndelsen af ​​det 21. århundrede opdagede videnskabsmænd roaming-reaktion for første gang. Siden da har analysen af ​​mekanismen for diffuse reaktioner været begrænset til molekylers lavelektroniske tilstand og grundtilstand. Fremkomsten af ​​Dalian Coherent Light Source (DCLS) har løst problemet. Dalian Coherent Light Source (DCLS) er Kinas første ekstreme ultraviolette frielektronlaser udviklet af teamet i samarbejde med Shanghai Institute of Applied Physics (SIAP), og er verdens eneste frielektronlaserbrugerenhed, der opererer i ekstrem ultraviolet lys. bølgelængdebånd. Ved at udsende ekstremt ultraviolet lys med høj lysstyrke, bølgelængdejusterbart, fra Dalian Coherent Light Source, kan ethvert molekyle exciteres til en specifik meget exciteret tilstand.
Holdet af forskeren Yuan Kaijun og akademikeren Yang Xueming har været engageret i forskning i molekylære fotokemiske reaktioner i mange år og har altid troet på eksistensen af ​​roaming-reaktioner af molekyler i den meget ophidsede tilstand, "Når man udviklede Dalian Coherent Light Source vores team opstillede uafhængigt adskillige forskningsretninger på forhånd, og interstellar molekylær fotokemi er en af ​​dem." Yuan Kaijun sagde: "Det kan siges, at Dalian Coherent Light Source åbner døren til studiet af forskning i molekylært meget ophidset tilstandsreaktionsmekanisme."
Holdet brugte Dalian Coherent Light Source til at fremstille svovldioxidmolekyler i højt ophidset tilstand og kombineret med den selvudviklede højopløselige ionbilledteknologi til at undersøge kvantetilstandsfordelingen af ​​oxygenprodukter i exciteret tilstand. Det blev fundet, at de exciterede oxygenprodukter, der blev genereret ved dissocieringen af ​​svovldioxidmolekyler nær 133 nm-båndet, viste to vibrationskvantetilstandsfordelinger.
Efterfølgende reproducerede holdet af forskeren Bina Fu og akademikeren Donghui Zhang nøjagtigt det eksperimentelt observerede fænomen ved at bruge den uafhængigt udviklede højpræcisions-ophidsede tilstandsenergioverfladekonstruktionsmetode og kinetiske beregninger af produktets kvantetilstandsopløsning, hvilket afslørede, at svovldioxidmolekyler i høj exciteret tilstand kan generere oxygenprodukter med høje vibrationsdynamikfordelinger gennem den diffuse reaktion, hvorimod den konventionelle minimumsenergivej kun genererer oxygenprodukter med lave vibrationsdynamikfordelinger. Overensstemmelsen mellem de eksperimentelle og teoretiske resultater bekræfter eksistensen af ​​den meget exciterede diffuse reaktionskanal og viser, at diffuse reaktioner er fremherskende i kemiske reaktioner.
"Gennem denne undersøgelse har vi genereret en ny opfattelse af de tidligere teorier om kemiske reaktioner, og mange fænomener, der ikke er forklaret af traditionelle kemiske reaktionsteorier, kan potentielt forklares af den diffuse reaktionsmekanisme, som vil øge yderligere forståelse af karakteren af ​​kemiske reaktioner. " Akademiker Yang Xueming sagde: "Hvert gennembrud inden for grundforskning udvider grænserne for menneskelig erkendelse og udvider menneskelig videnreserver."