Лучше химию через крошечные усики

Исследовательская группа из Университета Токио представила мощный метод активно разрушать химические связи, используя возбуждений в крошечные усики, созданные с помощью инфракрасных лазеров. Этот процесс может иметь приложения по всей химии как способ прямого химические реакции в требуемом направлении. В частности, реакций, используемых в энергетической, фармацевтической и перерабатывающей промышленности может стать гораздо более эффективным за счет увеличения урожайности при одновременном сокращении отходов.

Химия-это лажа затея, так как там могут быть различные способы, начиная химическими веществами может реагировать, и каждый путь может привести к образованию различных продуктов. За эти годы химики разработали множество инструментов, в том числе изменения температуры, концентрации, рН, или растворитель — чтобы подтолкнуть реакции, чтобы увеличить выход целевого молекул.

Однако, если бы дали возможность выборочно контролировать разрыва отдельных связей в молекуле, ученые смогли значительно повысить эффективность этих реакций при минимизации нежелательных побочных продуктов. «Возможность контроля химических реакций на молекулярном уровне, то есть способностью избирательно нарушать или образованию химических связей, является основной целью для физико-химиков», — говорит первый автор икки Morichika.

Один способ контролировать, какие связи разрываются в ходе химической реакции, чтобы получить молекулы вибрировать, возбуждая их с помощью инфракрасного лазерного излучения. Поскольку каждый тип химической связи поглощает определенную длину волны света, они могут быть активированы по отдельности. К сожалению, трудно доставить достаточно энергии в течение всего образец для создания требуемой интенсивности вибрации. Команда Токийского университета удалось решить эту проблему путем изготовления крошечных золотых усиков, каждый всего в 300 нанометров, и, освещая их с помощью инфракрасных лазеров. Когда инфракрасный свет на нужную частоту присутствовал, электроны в антеннах металась взад и вперед в резонанс с волнами света, что создает очень сильное электрическое поле. Это явление называется «плазмонный резонанс», и предполагает, что антенны быть только правильной формы и размера. Плазмонного резонанса сфокусированная энергия лазера на близлежащие молекулы, который начал вибрировать. Вибрация была пополнена путем формирования сигнала инфракрасного лазера, так что частота быстро меняется во времени, напоминающий щебетание птиц. «Это успешно продемонстрировано, что комбинация сверхбыстрой оптики и нано-плазмоника является полезным для эффективной, селективном колебательном возбуждении», — говорит старший автор исследования Сатоси Ашихара.

В дальнейшем эта методика может быть применена для производства экологически чистых топлив или дешевле лекарства как химические процессы оптимизируются.