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研究揭示了为什么光驱动的化学反应通常在键断裂之前失去能量
佛罗里达州立大学的研究人员在某种类型的分子中发现了一条通路，该通路通过改变光能的方向来限制化学反应。该研究可以为药物和其他产品开发更有效的反应。
来源:英国物理学家网首页佛罗里达州立大学的研究人员在某种类型的分子中发现了一条通路，该通路通过改变光能的方向来限制化学反应。该研究可以为药物和其他产品开发更有效的反应。
研究人员检查了配体金属光催化剂。配体是与较大分子结合的分子；在这种情况下，为金属。光催化剂是利用光加速化学反应的材料。理论上，这些分子应该能够轻松地利用光能进行化学反应。但在实验中，化学家只发现了低效的反应。
佛罗里达州立大学的研究发表在《美国化学会杂志》上，揭示了原因：在吸收的能量破坏化学键之前，分子会迅速进入能量较低的状态。能量很快就被消耗到了错误的地方，因此键断裂受到限制。
“尽管分子吸收了光并获得了能量，但它并不总是会做你想要它做的事情，即将自己撕成两半并催化一些光化学反应，”合著者、化学与生物化学系助理教授 Bryan Kudisch 说。
当分子从光中吸收能量时，该能量必须到达某个地方。有时它会引起化学反应。在其他情况下，它会以热量的形式消散或将光辐射回来。也就是说，它会发光。
但配体到金属的电荷转移分子的行为并不如预期。当与其他反应材料结合并暴露在光线下时，它们会产生化学反应，但效率比预期低得多。它们也不会辐射太多的热或光。这就带来了一个谜：那束光的能量去了哪里？
答案：材料内的电子构型正在移动。电子没有破坏化学键，而是重新排列以移动到较低的能态。