美國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)能極快“抓拍”分子和原子運(yùn)動(dòng)的新技術(shù)。這一成果被認(rèn)為是表面科學(xué)領(lǐng)域的重要進(jìn)展,，將促進(jìn)固體表面的化學(xué)反應(yīng)研究,。
包括加州大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)等單位的研究人員參與了這項(xiàng)工作,，研究報(bào)告發(fā)表在8月6日出版的美國(guó)《科學(xué)》周刊上,。此前，該論文已作為最重要的研究成果在該雜志網(wǎng)站的“科學(xué)特快”欄目提前刊登,。論文的題目是《利用飛秒激光脈沖在空間實(shí)時(shí)觀測(cè)分子運(yùn)動(dòng)》,，文章描述了如何通過(guò)極快的飛秒激光脈沖“刻畫”一氧化碳分子在銅基底上的運(yùn)動(dòng)軌跡(1飛秒是10-15秒)。
在接受美國(guó)媒體訪問(wèn)時(shí),，論文作者之一,、加州大學(xué)研究人員Ludwig Bartels介紹說(shuō)，這一技術(shù)類似于拍攝分子運(yùn)動(dòng)的“快照”,，通過(guò)引入飛秒激光脈沖,，能夠確定正在超快運(yùn)動(dòng)的分子點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的位移。
“掃描探針顯微鏡具有進(jìn)入原子和分子實(shí)空間的能力,，而飛秒激光技術(shù)能夠提供原子實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)狀況,。” Bartels說(shuō)，“所以將這兩種能力結(jié)合起來(lái)就成為非常有吸引力而又充滿挑戰(zhàn)的課題,。”
目前科學(xué)家尚未真正做到實(shí)時(shí),、實(shí)空間記錄原子和分子的運(yùn)動(dòng)，但這一研究成果在結(jié)合兩種強(qiáng)有力的技術(shù)方面獲得了重要進(jìn)展,。據(jù)此可以探尋表面科學(xué)最重要的基本問(wèn)題,，包括何種基底激勵(lì)導(dǎo)致被吸收物質(zhì)的表面擴(kuò)散,。表面擴(kuò)散是表面科學(xué)基本而重要的問(wèn)題，它在晶體形成和催化劑作用過(guò)程中都扮演了重要角色,。
“雖然這是一項(xiàng)基礎(chǔ)研究，但對(duì)于很多科學(xué)領(lǐng)域都有重要意義,。” Bartels說(shuō),，“汽車凈化裝置中的催化劑就是由多孔材料制成。汽車尾氣通過(guò)時(shí),，一氧化碳和一氧化氮這樣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將污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，其余部分用來(lái)承載這些活性部分,。了解一氧化碳如何通過(guò)這些活性地帶,，人們就能設(shè)計(jì)更加有效的催化劑。美國(guó)科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)為研究一氧化碳在物質(zhì)表面的超快運(yùn)動(dòng)提供了新途徑,。
