Industri

Mengamati Dinamika Molekuler Reaksi Kimia secara Real Time

Mengamati Dinamika Molekuler Reaksi Kimia secara Real Time


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Sebuah berkelanjutan NIST (Institut Standar dan Teknologi Nasional) Proyek mendekati salah satu tujuan yang paling dicari dalam ilmu pengetahuan modern: Kemampuan untuk mengamati dinamika rinci reaksi kimia saat terjadi - pada skala spasial molekul, atom, dan elektron, dan pada skala waktu picodetik atau bahkan lebih pendek.

Para peneliti telah merancang dan mendemonstrasikan sumber sinar-X yang sangat tidak biasa, kompak, dan relatif murah untuk sistem pencitraan yang mungkin segera digunakan untuk menghasilkan jenis "film molekuler" yang dibutuhkan para ilmuwan dan insinyur. "Saya yakin bahwa kami akan dapat mengukur jarak antar atom hingga akurasi sub-angstrom," kata Joel Ullom dari Quantum Devices Group di PML's Quantum Electronics and Photonics Division, Penyelidik Utama untuk proyek kolaboratif dan kepala tim yang membuat sumber x-ray. "Dan kita akan dapat melihat aktivitas skala atom dengan resolusi picosecond selama reaksi kimia."

"Sumber sinar-X adalah sistem tabel-atas baru yang menciptakan pulsa picosecond dari sinar-X, cawan suci di antara para ilmuwan yang mencoba menjelaskan gerakan elektron, atom, dan molekul secara tepat dan real-time," kata Marla Dowell, pemimpin Grup Sumber dan Detektor PML. “Pada akhirnya, pendekatan table-top ini akan mampu bersaing secara langsung dengan teknik synchrotron yang jauh lebih mahal dan rumit.”

Prinsip pengoperasiannya dimulai dengan sinar laser inframerah (IR) berdenyut, yang dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama digunakan untuk fotoeksit bahan yang diteliti, memulai reaksi kimia. Bagian kedua dialihkan ke ruang vakum, di atasnya adalah wadah air yang memiliki lubang kecil yang mengarah ke ruang tersebut. Air ditarik ke dalam ruangan dengan jet selebar 0,2 mm dan sinar laser difokuskan ke target aliran air jet.

[caption id = "attachment_1198" align = "aligncenter" width = "300"] Tampilan jarak dekat dari target pancaran air (garis vertikal, lebar ~ 0,2 mm) yang digunakan untuk menghasilkan pulsa sinar-X pikodetik. [Sumber Gambar: Jens Uhlig] [/ caption]

“Ini menyalakan plasma pada target,” kata Ullom, “dan beberapa elektron dari ionisasi dipercepat - karena medan listrik yang sangat besar dari laser - kembali ke target air. Di sana mereka mengalami jenis perlambatan mendadak yang sama seperti yang dilakukan elektron dalam tabung sinar-X konvensional. Sinar IR memiliki energi per foton yang sangat sedikit. Tetapi yang keluar dari interaksi dengan target adalah sinar-X dengan energi 10.000 kali lebih tinggi. Lalu kami menyamakan sinar x-ray sehingga mencapai sampel yang diinginkan. " Sinar-X kemudian melewati sampel dan masuk ke ruang kriogenik terpisah di mana detektor sinar-X superkonduktor merekam spektrum penyerapan.

Pada bulan September, tim menunjukkan bahwa sumber sinar-X stabil selama interval waktu yang substansial. Langkah selanjutnya adalah mulai melakukan sains dengannya. "Kami sangat tertarik dengan bahan fotoaktif, komponen untuk sel surya dan katalis generasi berikutnya," kata Ullom. “Kami akan mulai dengan sistem model dan dari sana.


Tonton videonya: Prediksi Soal Seleksi Bidang SKB PENGGERAK SWADAYA MASYARAKAT - CPNS 2020 (Desember 2022).