科学家揭示了空气污染的隐藏化学

超快电子成像揭示了光触发的烃分子中从未见过的核运动。烃分子与光之间的相互作用会影响大气中亚硝酸的形成,这种化合物在空气污染中起着重要作用。在这项研究中,研究人员研究了质子转移如何有助于这些光诱导的分子过程。分子内[...]

来源:SciTech日报
研究人员利用遗传算法从超快电子衍射数据中检索了光激发邻硝基苯酚随时间变化的分子结构。图片来源:J. P. F. Nunes 提供的图片(使用 Microsoft Copilot 生成)

超快电子成像揭示了光引发的碳氢化合物分子中前所未有的核运动。

碳氢化合物分子和光之间的相互作用会影响大气中亚硝酸的形成,亚硝酸是一种在空气污染中发挥重要作用的化合物。在这项研究中,研究人员研究了质子转移如何促进这些光诱导的分子过程。

当质子从分子的一个部分移动到同一分子内的另一个部分时,就会发生分子内质子转移。为了观察这些快速运动,该团队使用了超快电子相机,能够捕捉比人类头发宽度小一万倍的分子运动。

这种高分辨率、时间分辨成像技术与先进的计算模型相结合,揭示了质子转移事件之后会发生平面外扭转运动,这都是分子能量弛豫路径中的关键步骤。

了解分子弛豫

弛豫是分子吸收光后从激发的高能态转变为较低能基态的过程。

先前的研究提出了碳氢化合物分子在与光相互作用后可能松弛的各种方式。然而,科学家缺乏实验数据来验证哪个过程发生了。这项研究确定了涉及质子转移和分子“扭曲”的关键松弛途径。这一结果为研究更复杂的分子奠定了基础,科学家认为这些分子会经历类似的相互作用。它还将帮助研究人员更好地了解污染是如何形成的。

实时观察分子动力学

o- 物理化学化学物理 DOI:10.1039/D3CP06253H 加入 SciTechDaily 时事通讯。