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分子selfieは化学結合がどのように壊れるかを明らかにします:プロトンが分子を逃れるのが見られます

分子selfieは化学結合がどのように壊れるかを明らかにします:プロトンが分子を逃れるのが見られます


科学者は、化学反応中に分子から逃げるプロトンの最初の直接観察を捉えました。この観察結果は、超高速電子回折(UED)と呼ばれる手法を使用して行われ、研究者がリアルタイムで原子の動きを追跡することができました。

Journal Scienceに掲載されたこの研究は、化学的結合がどのように壊れて形成されるかについての新しい洞察を提供します。この基本的な理解は、新薬、触媒、およびその他の材料の開発につながる可能性があります。

化学反応では、原子間の結合が破損し、新しい結合が形成されます。このプロセスは非常に高速で、フェムト秒(1秒の1分の1)で発生します。 UEDは、この超高速タイムスケールで化学反応のダイナミクスを捉えることができる数少ない技術の1つです。

この研究では、研究者はUEDを使用してメタン分子(CH4)の原子の動きを追跡しました。彼らは、分子が高エネルギーレーザーパルスにさらされると、プロトン(H+)が分子から排出されることを発見しました。このプロセスは、10フェムト秒以内に発生しました。

研究者は、反応の詳細な分子ムービーを再構築することができました。この映画は、プロトンが分子から逃げ出し、残りの原子が自分自身を再配置して新しい分子を形成することを示しています。

この研究は、化学反応中に分子から逃げるプロトンの最初の直接観察を提供します。この基本的な理解は、新薬、触媒、およびその他の材料の開発につながる可能性があります。


研究の詳細


*この研究は、カリフォルニア州メンロパークにあるSLAC National Accelerator Laboratoryの研究者が主導しました。

*研究者は、強力なX線レーザーであるLINACコヒーレント光源(LCLS)を使用して、化学反応の開始に使用された高エネルギーレーザーパルスを生成しました。

* UED測定は、ストリークカメラと呼ばれる特別な検出器を使用して行われました。ストリークカメラにより、研究者はリアルタイムで原子の動きを追跡することができました。


この研究の潜在的な応用 :


*化学的結合がどのように壊れて形成されるかについての基本的な理解は、新薬、触媒、およびその他の材料の開発につながる可能性があります。

*たとえば、研究者は、この研究から得られた洞察は、より効果的で副作用が少ない新薬を設計するために使用できると考えています。

*この研究は、化学反応を高速化する物質である新しい触媒の発達にもつながる可能性があります。これにより、化学物質をより効率的に、廃棄物が少なく生産することが可能になります。

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