写于 2017-06-01 04:23:10| 澳门拉斯维加斯线上娱乐| 公司

加利福尼亚州的化学家已经成为第一个见证两个原子在化学反应的一个阶段形成键的瞬间,称为过渡态

这一突破极大地促进了化学家对催化的理解,这是化学反应中最基本的阶段之一,可以为工程新药,强化塑料或高效燃料电池开辟道路“我们正在看到这种分子的诞生,”Anders Nilsson在加利福尼亚州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室担任化学家,他说,直到现在,很难知道化学方程式的反应物和产物究竟发生了什么,尽管这个关键阶段“是理解化学反应性的关键”,正如Nilsson及其同事在周四发表的一项研究中所述

科学快报在寻找见证这一神秘过程的方法后,斯坦福大学和SLAC的研究人员开始拉开帷幕在过渡状态下,Nilsson集团的化学家在一氧化碳和氧气之间产生共同的键,形成二氧化碳

他们首先将反应物放在金属表面上,这有助于加速反应然后他们将光学激光发射到反应物上以搅拌CO和O到达它们开始形成键的位置接下来,他们将X射线激光照射到反应物上,以跟踪每种成分在它们聚集在一起时的能量水平 - 这个过程只需要几皮秒A皮秒是一秒钟,一秒钟到31,700年通过使用光谱学,化学家能够跟踪整个反应过程中CO和O的能量水平变化他们看到原子在键合时变得“拉长”并记录了重复的失败其中CO和O彼此接近但却忽略了相互锁定经过六个月的数据分析,化学家意识到他们已经观察到这些相互作用过渡状态下的离子其他科学家已经看到了在液体或气体中发生的键合方面,但是反应的复杂性以前从未以这种方式表征过“我认为这并不奇怪,但你永远不会知道你会看到什么如果你不看,“布朗大学的化学家理查德斯特拉特说:”这是迈出的第一步,我很高兴能在这一步发生的时候出现,我期待看到接下来发生的事情“尼尔森说能够看到具有新清晰度的反应可以带来进化到依赖于化学,从药物到能源的广泛领域的进展这些进步可能集中在催化的方式上,催化是使用称为催化剂的成分控制反应的过程

过渡状态“所有化学工业的核心都是催化剂,”尼尔森说:“所有的塑料,我们拥有的所有燃料 - 一切都在经历催化作用它几乎与电力一样重要“例如,着名的Haber-Bosch工艺使用催化剂将原料氢和氮转化为可以制成肥料的氨的形式,并在过去的一个世纪刺激了农业的发展

通过适当的催化剂,化学家理论上可以转向任何东西这都是为什么开发这样的催化剂是一项利润丰厚的业务,Nilsson说,美国授予的所有专利中有五分之一与化学有关,而在2013年,全国约有2%的国内生产总值来自化学产品

经济分析局根据美国商务部的说法,美国是该领域的领导者,制造和运输构成全球化学工业的产品的15%,Nilsson说,密切关注粘接点应该有助于内部化学家这些行业设计出更精确的催化剂“我发生的类比就是人们第一次设计药品时 - 他们确实有过不知道他们需要挖掘什么,“Stratt说”他们知道他们是如何工作的,但是他们第一次得到与生物分子结合的药物分子的照片时,他们有了更好的画面并且确切知道他们的目的是什么同样,如果你能看到催化剂是如何发生的,你可以更好地了解催化剂是如何起作用的“Nilsson已经为这一天工作了15年 获得新工具,包括能够发送极快脉冲的X射线激光器和能够在SLAC上测量原子水平电子的光谱工具,帮助他实现了他的职业生涯目标“此实验,此时此刻,不可能在世界其他任何地方进行,“他说