Tööstus

Keemiliste reaktsioonide molekulaarse dünaamika jälgimine reaalajas

Keemiliste reaktsioonide molekulaarse dünaamika jälgimine reaalajas


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Pidev NIST (Riiklik Standardite ja Tehnoloogia Instituut) projekt on lõpetamas kaasaegse teaduse ühe pakilisema eesmärgi: võime jälgida keemiliste reaktsioonide üksikasjalikku dünaamikat nende toimumise ajal - molekulide, aatomite ja elektronide ruumilises skaalas ning pikosekundit või isegi lühem.

Teadlased on välja töötanud ja demonstreerinud pildistamissüsteemi jaoks väga ebatavalise, kompaktse ja suhteliselt odava röntgenikiirguse allika, mida võib peagi kasutada selliste molekulaarsete filmide tootmiseks, mida teadlased ja insenerid vajavad. "Ma usun, et suudame mõõta atatomitevahelisi kaugusi kuni angströmi täpsuseni," ütleb Joel Ullom Quantum Devices Groupist PMLi kvantelektroonika ja fotoonika osakonnas, Koostööprojekti juhtivteadur ja röntgeniallika loonud meeskonna juht. "Ja me saame keemiliste reaktsioonide ajal jälgida aatomskaala aktiivsust pikosekundilise eraldusvõimega."

"Röntgenikiirgusallikas on uudne lauasüsteem, mis loob pikasekundilised röntgenikiirte impulsid - püha graal teadlaste seas, kes üritavad selgitada elektronide, aatomite ja molekulide täpset reaalajas liikumist," ütleb Marla Dowell, PMLi allikate ja detektorite rühma juht. "Lõpuks suudab see lauapealne lähenemine konkureerida palju kallimate ja keerukamate sünkrotronitehnikatega."

Tööpõhimõte algab infrapunaimpulssiga (IR) laserkiirega, mis jaguneb kaheks osaks. Esimest osa kasutatakse uuritava materjali fotoeraldamiseks, alustades keemilist reaktsiooni. Teine osa suunatakse vaakumkambrisse, mille kohal on veehoidla, millel on kambrisse viiv väike ava. Vesi tõmmatakse kambrisse 0,2 mm laiuse joaga ja laserkiir fokuseeritakse voogesitatava veejuga sihtmärgile.

[caption id = "attachment_1198" align = "aligncenter" width = "300"] Pikasekundiliste röntgenimpulsside tekitamiseks kasutatud veejuga sihtmärgi (vertikaalne joon, ~ 0,2 mm lai) lähivõte. [Pildi allikas: Jens Uhlig] [/ pealdis]

"See süttib sihtmärgi plasma," ütleb Ullom, "ja mõned ionisatsiooni elektronid kiirenevad - laseri väga suurte elektriväljade tõttu - tagasi veesihti. Seal läbivad nad samasuguse järsu aeglustuse nagu elektronid tavalises röntgenitorus. IR-kiirel on ühe footoni kohta väga vähe energiat. Kuid sihtmärgiga suhtlemisel tulevad välja röntgenikiired energiatega 10 000 korda suurem. Seejärel ühtlustame röntgenikiire, nii et see lööb huvipakkuva valimi. " Seejärel läbivad röntgeniproovid proovi ja eraldi krüogeensesse kambrisse, kus ülijuhtivad röntgendetektorid registreerivad neeldumisspektri.

Septembris näitas meeskond, et röntgenikiirgusallikas oli oluliste ajavahemike järel stabiilne. Järgmine samm on hakata sellega teadust tegema. "Oleme väga huvitatud fotoaktiivsetest materjalidest, järgmise põlvkonna päikesepatareide komponentidest ja katalüsaatoritest," ütleb Ullom. "Alustame mudelsüsteemidest ja läheme sealt edasi.


Vaata videot: Keemilise reaktsiooni tunnused ja esilekutsumise võimalused (Juuli 2022).


Kommentaarid:

  1. Kikus

    Sa tabasid märki. Ka selles on midagi, see tundub mulle hea mõte. Ma nõustun sinuga.

  2. Erwin

    Ma ei saa praegu arutelust osa võtta – vaba aega pole. Mind lastakse vabaks – avaldan kindlasti oma arvamuse.

  3. Huntir

    Vabandan, kuid minu arvates tunnistate viga. Pakun seda arutama. Kirjutage mulle PM -is, me räägime.

  4. Ezekiel

    Selles on midagi. I will know, I thank for the information.



Kirjutage sõnum