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

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, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

Вчера, 14:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи полагают, что усваивание алкоголя, возможно, позволило предкам человека разумного возвыситься над другими видами.

Вчера, 13:16
2 минуты
Илья Ведмеденко

Российское телевидение показало, что находится внутри так называемого ядерного чемоданчика — устройства, содержащего коды, которые в случае необходимости должны привести в действие ядерный арсенал страны.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

4 декабря
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

Позавчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

19 ноября
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: