Ученые научились наблюдать за сверхбыстрыми химическими процессами — Naked Science
21.02.2018
4 минуты
Редакция
61

Ученые научились наблюдать за сверхбыстрыми химическими процессами

Команда ученых из Мюнхенского технического университета (Германия) разработала технологию, позволившую им проследить за процессом фотосинтеза, который длится квадриллионные доли секунды.

microscope-385364_960_720

Известно, что химические и реакции протекают так быстро, что понять механизмы их действия практически невозможно. Например, в основе такого явления, как фотосинтез, лежит ионизация – процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул. Но проблема в том, что скорость данной реакции составляет всего несколько фемтосекунд (квадриллионная часть секунды), и биологи знают только о том, как фотосинтез начинается и какие «продукты» получаются на выходе, а что происходит в промежутке, остается загадкой.

 

До сегодняшнего дня ученые использовали так называемую насосно-зондовую спектроскопию, которая запускает все алгоритмы с помощью лазерного импульса. Множественные повторения импульса с различными задержками во времени позволяют сделать большое количество стоп-кадров, которые затем можно воспроизвести как фильм.

 

Измерительная камера для насосно-зондовой спектроскопии. Фото / © Technical University of Munich

 

На этот раз команда исследователей из Мюнхена во главе с Биргиттой Бернхардт (Birgitta Bernhardt), младшим профессором Института прикладной физики Йенского университета (Германия), впервые сумела объединить технологию насосно-зондовой спектроскопии с использованием инертного газа криптона. Это дало им возможность узнать, какая часть света поглощается образцом с течением времени, и понять, какое количество какого вида ионов при этом появилось. Таким образом, Бернхардт и ее коллеги пролили свет на сверхбыстрые процессы ионизации с точностью, которая до сих пор была невозможна.

 

«Объединив две техники, мы смогли пронаблюдать буквально за каждым этапом фотосинтеза и увидеть многие скрытые от наших глаз явления», − говорит Бернхардт. Помимо самой регистрации, исследователи научились контролировать лазерный импульс и оказывать внешнее воздействие на динамику реакции. По их мнению, подобный контроль является очень мощным инструментом, с помощью которого можно подробно изучать практически все химические метаморфозы.

 

Эта разработка также может быть использована для создания новых, более быстрых компьютерных чипов, работающих на основе ионизации кремния, что станет большим шагом вперед в развитии современных технологий.

 

Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Позавчера, 14:48
8 минут
Мария Азарова

Специалисты подтвердили, что очагом возникновения инфекции стал оптовый рынок в городе Ухань, где продавали не только морепродукты, но и животных, в том числе змей и летучих мышей. Именно они могли быть источниками опасного коронавируса.

Вчера, 13:27
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

Позавчера, 15:17
1 минута
Илья Ведмеденко

Специалисты показали устройство подводной лодки типа Gator, или SDV Mk.8 Mod 0. Она предназначена для доставки бойцов формирования специального назначения SEAL к цели.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

19 января
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

Вчера, 13:27
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: