科学家“抓拍”十亿分之一秒内分子的运动将促进固体表面化学反应研究

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科学家“抓拍”十亿分之一秒内分子的运动将促进固体表面化学反应研究

来源科学网发布人 admin 发布日期 2004-11-25 00:00:00 阅读1514次

本报讯美国科学家开发了一项能极快“抓拍”分子和原子运动的新技术。这一成果被认为是表面科学领域的重要进展，将促进固体表面的化学反应研究。
包括加州大学、哥伦比亚大学等单位的研究人员参与了这项工作，研究报告发表在８月６日出版的美国《科学》周刊上。此前，该论文已作为最重要的研究成果在该杂志网站的“科学特快”栏目提前刊登。论文的题目是《利用飞秒激光脉冲在空间实时观测分子运动》，文章描述了如何通过极快的飞秒激光脉冲“刻画”一氧化碳分子在铜基底上的运动轨迹（１飞秒是１０－１５秒）。
在接受美国媒体访问时，论文作者之一、加州大学研究人员ＬｕｄｗｉｇＢａｒｔｅｌｓ介绍说，这一技术类似于拍摄分子运动的“快照”，通过引入飞秒激光脉冲，能够确定正在超快运动的分子点对点的位移。
“扫描探针显微镜具有进入原子和分子实空间的能力，而飞秒激光技术能够提供原子实时运动状况。” Ｂａｒｔｅｌｓ说，“所以将这两种能力结合起来就成为非常有吸引力而又充满挑战的课题。”
目前科学家尚未真正做到实时、实空间记录原子和分子的运动，但这一研究成果在结合两种强有力的技术方面获得了重要进展。据此可以探寻表面科学最重要的基本问题，包括何种基底激励导致被吸收物质的表面扩散。表面扩散是表面科学基本而重要的问题，它在晶体形成和催化剂作用过程中都扮演了重要角色。
“虽然这是一项基础研究，但对于很多科学领域都有重要意义。” Ｂａｒｔｅｌｓ说，“汽车净化装置中的催化剂就是由多孔材料制成。汽车尾气通过时，一氧化碳和一氧化氮这样的污染物就被固定到催化物表面。”
一小部分催化表面就可以将污染物转化为无害气体，其余部分用来承载这些活性部分。了解一氧化碳如何通过这些活性地带，人们就能设计更加有效的催化剂。美国科学家的新发现为研究一氧化碳在物质表面的超快运动提供了新途径。

(（记者张庆华）)