Los investigadores de la Universidad Northwestern han creado un nuevo método para extraer la estructura estática y dinámica de los sistemas químicos complejos. En este contexto, "estructura" no solo significa la disposición tridimensional de los átomos que forman una molécula, sino más biengrados de libertad de mecánica cuántica dependientes del tiempo que dictan las propiedades ópticas, químicas y físicas del sistema.
Considere cómo vemos el mundo: tres dimensiones en el espacio y una dimensión en el tiempo, es decir, espacio-tiempo. Elimine cualquiera de estas dimensiones y la vista se volverá incompleta y mucho más confusa. Por la misma razón, este nuevo método utilizacuatro dimensiones espectrales para resolver la estructura y revelar características ocultas de la estructura molecular.
En esta semana El diario de la física química , de AIP Publishing, el profesor asistente Elad Harel y el profesor Irving M. Klotz, del Departamento de Química de la Universidad Northwestern, informan sobre un novedoso método espectroscópico coherente 4-D que se correlaciona directamente dentro y entre los grados de libertad de complejo electrónico y vibratoriosistemas moleculares.
El trabajo de Harel involucra una descripción teórica de un método experimental reciente desarrollado en su laboratorio, llamado Espectroscopía Electrónica Raman Multidimensional Asistida por GRADIENTE, o "GAMERS". Es un método espectroscópico coherente multidimensional en el que las dimensiones son los grados electrónicos y vibracionales.de libertad del sistema.
"Utilizando múltiples pulsos de luz, GAMERS investiga cómo estos diferentes grados de libertad se correlacionan entre sí, creando una especie de mapa espectral que es único para cada molécula", dijo Harel. "[Demuestra que los efectos sutiles dictanel método GAMERS puede extraer las propiedades químicas, físicas y ópticas de un sistema, que normalmente están ocultas en los métodos de orden inferior o de menor dimensión ".
A diferencia de otros métodos, esto permite una visión única y detallada de la estructura energética de las moléculas de manera que pueda ofrecer un valor predictivo.
"La forma de la superficie potencial, que es importante para determinar la cinética y la termodinámica de una reacción química, se puede medir directamente", dijo Harel. "El nivel de detalle molecular que se obtiene al usar más pulsos de luz para interrogar al sistemafue sorprendente "
Una posible aplicación de GAMERS podría ser identificar el mecanismo físico de transferencia de energía durante las primeras etapas de la fotosíntesis, una pregunta que sigue siendo controvertida entre los investigadores, según Harel.
En este momento, la aplicación principal de este trabajo "es permitir la comprensión de los mecanismos físicos detrás de una serie de fenómenos cuánticos en una amplia variedad de sistemas químicos", dijo Harel. "Estos incluyen procesos de fisión singlete, generación de portadores de carga y transporteen perovskitas híbridas y transferencia de energía en complejos pigmento-proteína. Comprender estos procesos tiene implicaciones importantes para el desarrollo de células solares de próxima generación ".
Según Harel, el método GAMERS aún se encuentra en una fase temprana de desarrollo, pero el equipo tiene grandes esperanzas para su futura aplicación.
"Creemos que los avances técnicos podrían hacer que dicho análisis sea mucho más generalizado dentro de la comunidad de física química", dijo Harel.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :