Udvikling af kemiske reaktioner med fjernbetjening

Eleverne lærer i gymnasiet, at molekyler skal være i kontakt for at reagere kemisk. Men hvad hvis det ikke altid er sandt? Det er den idé, som udfordrer lærebogens love, " et team af teoretikere udforskede. De viste, at selvom det er i en helt anden beholder end reaktanter, en katalysator kunne få en reaktion til at ske. Det er, en katalysator fik salpetersyrling til at ændre form uden at røre den. Holdets teori udfordrer konventionel visdom om, hvad der skal til for at få en reaktion til at ske.

Gymnasiebøger siger, at molekyler skal røre ved for at reagere. I denne teoretiske undersøgelse, forskere designet en kvanteanordning, der adskiller katalysatoren fra startkemikalierne. Ved hjælp af lys, forskerne ophidsede katalysatoren for at kontrollere den tilstødende reaktion. Opsætningen kunne lade kemikere omkonfigurere kemiske bindinger, som de ikke kan få adgang til på andre måder.

Nogle kemiske bindinger er svære at omarrangere, fordi det er svært at få adgang til dem. Dette stemmer overens med den konventionelle visdom, at at skabe og bryde bånd, en katalysator skal være i fysisk kontakt med bindingen. Forskere udfordrede den visdom. Holdet viste, hvordan det er muligt at ændre bindinger, når katalysatoren og reaktanterne er adskilte, ved at udnytte en stærk kobling mellem lys og stof, der kan føre til ændringer i kemiske reaktioner.

Holdet foreslog en kvanteanordning, hvor et spejl adskiller en katalysator (glyoxylsyre) fra reaktanten (cis-salpetersyrling). De exciterede katalysatormolekylerne og deres beholder (et optisk "hulrum") ved hjælp af en kort buste af lys fra en ultrahurtig laser, at danne polaritoner, kvasipartikler lavet af både lys og stof. Polaritonerne øger cis-trans-isomeriseringen af ​​salpetersyrling med en størrelsesorden. Dannelse af polaritoner får molekylerne i beholderne til at opføre sig som et stort supermolekyle. Hvis du påvirker en del af supermolekylet, du påvirker den anden.

Holdet mener, at eksperimentalister snart vil være i stand til at bygge kvanteanordningen og vise fjernbetjeningen af ​​kemi i laboratoriet snart.