振动能量的天线提供了“一个全新的方式运行一个反应”

这是一个全新的方式运行一个反应,之前没有人想到,”说亚历克Wodtke来自德国马克斯·普朗克生物物理化学研究所对他的团队的第一个全新系统,从红外线收成振动能量,并使用它来执行一个异构体。我们可以把精力投入到一个系统的方式超越简单的热能,有什么可能的Wodtke补充道。一天,这可能使化学家进行传统合成反应是不可能的。

在光合作用的植物和细菌,聚光蛋白集中可见光能量和漏斗反应中心。这意味着生物可以捕获更多的光反应中心就可以。然而,红外线缺乏电子创建这些激发态的能量——它只能管理形成较低的能量振动状态,所以是无用的植物。我们建立的是一个类似于聚光系统但对红外线,这实际上是奇怪的,因为光收获,通常你需要兴奋的电子态,“Wodtke解释道。他的团队发现,兴奋的振动状态也可以集中和反应的能源运输中心。

在团队的设置中,“重”的反应中心是一个单层一氧化碳,含有碳13和氧18,坐在氯化钠表面。infrared-harvesting实验的一部分是一个厚覆盖物——100层的常规一氧化碳。整个实验是保持在极低的温度固定气体组件。

当我们向轻同位素注入所有的振动能量(使用一个红外激光器),它将有效地转移所有能量重同位素,我们可以用它来驱动反应,“Wodtke说。与直接激动人心的重同位素层相比,其振动能量密度高出30倍当使用infrared-harvesting覆盖物。

在这种情况下的反应很简单:一氧化碳分子,开始被绑定到表面通过碳原子,颠倒翻转。但Wodtke和他的同事们希望利用振动能量池驱动其他进程,如Diels-Alder反应甚至二氧化碳活化。

“[这是]一个选择性的方式驾驶反应远离热平衡条件下,振动能量在非常低的温度很高,”说Rainer贝克谁做量子态解决反应性测量在瑞士联邦理工学院洛桑。他强调,这项研究也显示了传感器技术是多么的重要,因为它只是通过一个新的、敏感的探测器,可以确定个人红外光子。

罗伯特领域从美国麻省理工学院,在那里他研究分子的结构和动力学性质,印象深刻。这个实验是注定要基本统计力学教科书”。

乍一看,安装类似麦克斯韦妖一个思想实验,如何违反了热力学第二定律通过减少系统的熵。你通常不认为能够控制分子的表面高度,热力学决定什么是一个异构体的相对量与另一个,”字段解释道。能够影响这就像消除表面缺陷,降低表面的熵。

这有非常大的现实意义,总结。因为能源可以流向近地表固体中的缺陷,一个红外天线暂时可以用来去除杂质。“我认为可能会有专利申请Wodtke集团把它使用涉及修改的表面以建设性的方式。