Ученые научились наблюдать за сверхбыстрыми химическими процессами — Naked Science
21.02.2018
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
©Wikipedia

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.
Сегодня, 13:49
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

30 июля
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

30 июля
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: