Se først direkte på, hvordan lys exciterer elektroner til at sætte gang i en kemisk reaktion

Den banebrydende opdagelse, gjort af forskere ved University of California, Berkeley, låser døren op for at udvikle nye måder at kontrollere kemiske reaktioner med lys.

"Dette er det første direkte kig på, hvordan let kobles sammen med en kemisk reaktion," sagde seniorforfatter Daniel Neumark i en pressemeddelelse. "Dette niveau af kontrol over kemiske reaktioner ved hjælp af lys vil åbne nye muligheder for kemisk syntese og nye retninger inden for solenergidesign og katalyse."

Forskerne undersøgte en kemisk reaktion kaldet Norrish Type II-fragmentering, hvor et molekyle absorberer lys og derefter bryder fra hinanden. Denne reaktion er vigtig på mange områder, herunder atmosfærisk kemi og organisk syntese.

For at observere denne reaktion i realtid brugte forskerne en teknik kaldet ultrahurtig fotoelektronspektroskopi. Denne teknik bruger en laser til at excitere elektroner i et molekyle og måler derefter, hvor lang tid det tager for elektronerne at undslippe molekylet. Ved at måle tidsforsinkelsen mellem laserimpulsen og emissionen af ​​elektroner var forskerne i stand til at spore forløbet af den kemiske reaktion.

Forskerne fandt ud af, at reaktionen begynder med, at molekylet absorberer en foton af lys, som exciterer en elektron til et højere energiniveau. Denne exciterede elektron bevæger sig derefter rundt i molekylet, hvilket får bindingerne mellem atomerne til at svækkes og til sidst brydes.

Holdet siger, at resultaterne af deres undersøgelse kan føre til udviklingen af ​​nye måder at kontrollere kemiske reaktioner med lys. Dette kan have en bred vifte af applikationer, lige fra udvikling af nye lægemidler og materialer til forbedring af effektiviteten af ​​konvertering af solenergi.

Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Nature Chemistry.