Життя молекул можна буде спостерігати в реальному часі

Вчені з Міністерства енергетики США розробили методику, яка дозволяє в режимі реального часу спостерігати хімічні реакції, що відбуваються на поверхні каталізатора.

Це досягнення відкриває нову еру в хімічній науці, оскільки дозволяє вивчити хімічні реакції на базовому рівні.

Прориву вдалося домогтися за допомогою комбінації комп'ютерної симуляції та унікального рентгенівського лазера LCLS. У ході експерименту вчені досліджували просту реакцію окислення чадного газу на каталізаторі з кристала рутенію, який використовується в багатьох областях, наприклад для очищення води на МКС.

Дослідники опромінили поверхню кристала звичайним лазерним випромінюванням, в результаті чого молекули чадного газу почали відриватися від каталізатора. Потім застосували рентгенівські лазерні імпульси і спостерігали, як молекули, тимчасово опинилися в газоподібному стані, взаємодіяли з каталізатором.

Треба відзначити, що вчені не очікували побачити даний стан молекул - досі технологій "зйомки" таких процесів не було.

Більше того, експеримент не тільки підтвердив уявлення про перший етап хімічної реакції, але і виявив несподівано високу частку молекул, які "застрягли" в підвішеному стані над рутенієм. Таким чином завдяки новій методиці безпосереднього спостереження хімічної реакції, вченим доведеться переглянути деякі процеси взаємодії речовин.

Нова технологія відкриває величезні перспективи для хіміків. До цих пір хімічні реакції в деякому розумінні залишалися "річчю в собі", але тепер з'явилася можливість безпосередньо спостерігати реакції на молекулярному рівні. У практичному плані це, насамперед, означає великий прогрес в дуже перспективною галузі хімії - розробці каталізаторів.

Тепер вчені зможуть швидше створювати ефективні каталізатори для одержання нових більш дешевих синтетичних видів палива та альтернативних джерел енергії, а також для зменшення забруднення навколишнього середовища.