美國研發極(jí)快抓拍分子和原子(zǐ)運動的新(xīn)技術 (2004-08-13)
發布時(shí)間:2007-12-04
作者(zhě):
來源:科學
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美國科(kē)學家開發了一項能極(jí)快“抓拍”分子和原子(zǐ)運動的新技術。這一(yī)成果被認為是表麵科學領域的重要進展,將促進(jìn)固(gù)體表麵的化學反應研究。
包括加州大學、哥倫比亞大學等單位的研究人員參與了這項工作,研究報告發表(biǎo)在8月6日出版的(de)美國《科學》周刊上。此前,該(gāi)論文已作為最重要的(de)研究成果在該(gāi)雜誌網(wǎng)站的“科學特(tè)快”欄目提前刊登(dēng)。論文的題目是《利用飛秒激光脈衝(chōng)在空間實時觀測分子運動》,文章描述了如(rú)何通過極快的飛秒激光脈衝“刻畫”一氧(yǎng)化碳分子在銅基底上的(de)運動軌跡(1飛秒(miǎo)是10-15秒)。
在(zài)接受美(měi)國媒體訪問時,論文(wén)作(zuò)者(zhě)之一、加州大學研究人員Ludwig Bartels介紹說(shuō),這一技術類似於拍攝分子運動的“快(kuài)照”,通過引入飛秒激光(guāng)脈(mò)衝,能夠確定正在超快運動的分(fèn)子點對點的(de)位移。
“掃描探針顯(xiǎn)微鏡具有進入原子和分(fèn)子實空間的(de)能力,而飛秒激光技(jì)術能(néng)夠提(tí)供原子實時運動狀況。” Bartels說,“所以將這兩種能力結合起來就成為非常有吸引力(lì)而又充滿挑(tiāo)戰的課題。”
目前科學家尚未真正做到實時、實空間記錄原子和(hé)分(fèn)子(zǐ)的運動,但這一研究成果(guǒ)在結合兩種強有力的技術方麵獲得了重要進展。據此可以探尋表麵科學最重要的基本問題,包括(kuò)何種基底激勵導致被吸收物質的表麵擴散。表麵擴散是表麵科學基本而(ér)重要的問(wèn)題,它在晶(jīng)體形(xíng)成和(hé)催(cuī)化劑作用過程中都扮演了重要角色。
“雖然這(zhè)是一項基礎研究,但對於很多(duō)科學領域都有重要意義。” Bartels說,“汽車淨化裝置中的催(cuī)化劑就是由多孔材料製成。汽車尾氣通過時,一氧(yǎng)化碳和一氧化(huà)氮(dàn)這樣的汙染物就被固定到催化物表麵。”
一小部分催化表麵就可以將汙染物轉化為無害氣體,其餘部分用(yòng)來承(chéng)載這些活性部分。了解一氧(yǎng)化碳如何通過這些活性地帶,人們就能設計更加有效(xiào)的(de)催化劑。美國科學家(jiā)的新發現(xiàn)為研究一氧(yǎng)化碳在(zài)物質表麵的超快運動提供了新(xīn)途徑。