• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.02.2018
Редакция Naked Science
360

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
©Wikipedia / Автор: Visellia Orfius

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Вчера, 11:27
Александр Березин

Глава подразделения NASA по системам исследования Луны объяснила ранее неизвестное публике условие для высадки людей на спутнике Земли в сентябре 2026 года. Скептики оценили это заявление как стремление Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США переложить ответственность за срыв сроков лунной высадки на кого-то еще.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

8 июня
Михаил Орлов

Переселение позвоночных из воды в наземно-воздушную среду жизни стало поворотным моментом в истории биосферы. Однако этот эволюционный скачок имел и серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. В новой статье биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: