看溶剂分子实时移动

周围水分子的快速重排后双金属复杂的电荷转移过程与原子分辨率的实时监控,通过结合x射线技术与分子动力学模拟。新的研究结果阐明了如何一个分子内电荷流耦合的分子环境,解释道Elisa Biasin从美国SLAC国家加速器实验室。这系统和定量分子相互作用的理解将有助于我们解开复杂的机制在自然和人工能量转换过程,”她说。

电子转换反应是重要的能量收获。虽然溶剂等过程中发挥着至关重要的作用,分子在很大程度上仍未知solute-solvent交互的细节。”这是一个巨大的挑战,由于涉及的非常短的时间尺度,”评论克里斯汀Haldrup丹麦技术大学,谁没有参与这项研究。但这样的工作我们可以现在,第一次,直接看到自然是做什么,比较我们的模型。

卡洛斯Baiz德克萨斯大学奥斯汀分校的研究员,我们同意调查分子在飞秒的时间尺度的运动是超速的前沿科学之一。的主要挑战来自能够隔离周围小子集的信号分子溶质的分子在液体中,”他说。

使用x射线散射、x射线发射光谱和分子动力学模拟,Biasin和他的同事现在已经能够研究溶剂水分子的快速运动期间light-driven iron-ruthenium复杂的电荷转移。团队使用了的x射线在线性自由电子激光器进行实验,结合先进的模拟超级计算机来分析和解释获得的数据。他们发现了电荷转移激发态一生的62飞秒(10^-15年和第一个溶解壳重组影响电子转移。

我们首先光激动分子发起铁和钌原子之间的电子转移,然后使用x射线脉冲作为“超速照相机来记录产生的动作,“Biasin解释道。得到的x射线散射包含原子的位置信息组成双金属复杂和它周围的水分子与精致的决议,”她说。Biasin补充说,模拟识别的关键是微妙的平移运动复杂,周围的水分子,她说来自氢键的变化。

”作者真正推动了时间分辨率分解成子- 100飞秒政权,组织通过结合结构调查与x射线光谱,”指出Haldrup。这允许他们“时钟”的反应具有很高的准确性。

亚当Kirrander英国爱丁堡大学的最近的人使用x射线观察light-driven反应的初始步骤说,x射线和x射线散射光谱的结合是一个详细的机械研究的有力工具。这个实验表明,漂亮,原子级细节可以通过结合互补技术和模拟的重要作用来解释实验数据。我相信,我们会看到越来越多这样的多通道测量在未来几年,随着这些复杂系统允许前所未有的见解。”