研究人员使用光以新的方式控制高速化学反应

时间：2022-03-03 08:25:02 来源：

分子的偏振光显微镜图像以20度（a）和51摄氏度（b）。

许多天然和合成的化学系统在某些光线存在下反应并改变它们的性质。对于普通仪器来说，这些反应可能会发生太快。研究人员首次采用一种新颖的技术来观察高速反应。用该方法观察到特殊的反应可能导致新的光学纳米技术。

在化学中，可以以不同的方式操纵分子以产生不同的东西。例如，异构化是改变分子的布置但留下构成原子的过程。该过程是在诸如眼视网膜之类的天然系统中，人造系统如某些类型的化学合成。在许多情况下，异构化基本上使特定的分子区域或多或少有序。

光偏析是一种异构化，其被光激活，并且比眨眼更快地发生。Takashi Kato教授从化学系及其同事经过化合物偶氮脱噻吩的液晶分子到UV光的特定频率。单一偶氮苯分子的光硅酸化通常发生在数百来自略微秒的时间（四千分之二）的时间质上发生。这是大约十亿的时间，它通常需要你眨眼！研究人员发现该分子然后触发液晶中的分子相互作用，对数百家皮秒（千分之二）的时间粒子上的液晶。

“我们已经示出了如何在通过UV光的光照照射触发的过程中将偶氮苯分子的形状从直线形状改变为略微弯曲的形状。卡托说，这种弯曲可以转化为某种机械或电子功能。““反应通过样品中的相邻分子繁殖，这意味着它是一个非常有效的过程。”

然而，这种反应不会被隔离进行;它发生在柔软物质的样品中，其功能取决于构成分子及其行为。在这种情况下，柔软的物质可能意味着从人工肌肉到柔性照相传感器或甚至尚未想象的东西。重要的事实是，通常只需要数百来自Femtoseconds的初始反应在左右的左右的柔软物质中发起了响应，并且如此有效地确实如此。

液晶偶氮苯分子的对称电子衍射图。

“这是柔软物质中观察到最快的分子间运动。事实上，我们想要观察的是如此之快，我们必须使用一些非常专门的方法来获取数据并想象在这些小型时间范围内发生的事情，“持续的凯托。“如果没有我的同事副教授Masaki Hada来自筑波大学的一些独特的手工谱仪器，那么这将是不可能的。”

该方法称为超快瞬时传输光谱，其是记录分子样本的化妆的准确方法，以及超快时间分辨电子衍射，其类似于X射线，并且是如何观察到反应的图像的图像。请注意，两种方法都被称为“超快”，刚才显示其他方法将不足以捕获研究人员所需的时间分辨率的数据。

“我在订购的分子组件上工作，例如自组装系统，从我是研究生以来，超过35年作为化学家。本研究推进了柔软物质中光响应分子的基本化学以及超快光学机械应用，“结束了Kato。“对自己和同事们在这种项目上工作是一个真正的特权。我们希望这可能有助于设计基于分子的材料，例如软体机制和光功能材料。“

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参考：Masaki Hada，Daisuke Yamaguchi，Tadahiko Ishikawa，Tadahiko Ishikawa，Kenji Tsuruta，Ken Ishikawa，Shin-Yakoshihara，Yasuhiko Hayashi，Yasuhiko Hayashi＆Takashi Kathi，13 2019年9月，Nature Communications.Doi：10.1038 / S41467-019-12116-6

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