Как молекулы передают энергию после поглощения света

Химики решили проблему, которой насчитывалось 84 года. Те же принципы, которые позволяют фигуристу вращаться быстрее, прижимая руки к туловищу, были использованы исследователями Мичиганского государственного университета (MSU) для понимания, как молекулы передают энергию в своей среде после поглощения света.

Сохранение момента количества движения является фундаментальным свойством природы. В 1927 г. было высказано предположение, что этот принцип может быть применим к химическим реакциям, но ясной демонстрации этого не удавалось получить.

Джим Маккаскер (Jim McCusker), химик из MSU, впервые продемонстрировал, что такой эффект действительно имеет место, и предложил, как ученые могут использовать его для управления и предсказывания пути развития химических реакций в общем.

«Идея плавала на поверхности в течение десятилетий и неявно подразумевалась в разных контекстах, но не было предложено химической системы, которая могла бы ее подтвердить или опровергнуть, - сказал д-р Маккаскер. – Наш результат не только подтверждает правильность идеи, но позволяет нам начать рассматривать химические реакции в полностью другой перспективе».

Эксперимент включал приготовление двух близко связанных молекул, которые были специально сконструированы для химической реакции, известной как флуоресцентный резонансный перенос энергии. При поглощении света система предрасполагается, чтобы передавать энергию от одной части молекулы к другой.

Команда Маккаскера заменила один из атомов хрома молекулы на атом кобальта. Это изменило свойства молекулы и остановило реакцию. Отсутствие любого определяемого переноса энергии в молекуле, содержащей атом кобальта, подтвердило гипотезу.

«То, что мы успешно проделали, является контрольно-проверочным экспериментом, - сказал д-р Маккаскер. – Можно легко вообразить, как использовать эти идеи для других химических процессов».

Исследователи полагают, что достигнутые результаты могут оказать влияние на различные области, включая молекулярную электронику, биологию и энергетику посредством разработки новых типов химических реакций.

             Д-р Маккаскер и научный сотрудник Дон Го (Dong Guo)

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365