دستاورد جدید در کنترل واکنش‌های شیمیایی با استفاده از لیزر

یک تیم چینی به “نقطه عطفی” در تحقیقات شیمی دست یافتند و اولین دانشمندانی هستند که واکنش‌های شیمیایی را در سطح اتمی کنترل کردند.

این روش به آنها اجازه می‌دهد واکنش‌های اتم هیدروژن را با دقت بی‌سابقه‌ای دستکاری کنند، که در نهایت می‌تواند به تولید موثرتر مواد شیمیایی منجر شود.

این تیم از یک پرتو لیزر برای کنترل جهت گیری مولکول‌های هیدروژن-دوتریوم (HD) استفاده کردند، زیرا آنها با اتم‌های هیدروژن پرتاب می شدند، که منجر به بازده بالاتر مولکول‌های هیدروژن می‌شد.

در طی واکنش‌های شیمیایی، ذرات میکروسکوپی با یکدیگر برخورد می‌کنند و ساختارهای جدیدی را تشکیل می‌دهند. جهت گیری ذرات در حال برخورد تأثیر زیادی بر نتیجه واکنش شیمیایی دارد.

مهندسان شیمی دهه‌ها، واکنش‌ها را با افزودن کاتالیزورها و تغییر دما یا فشار سیستم واکنش تنظیم می‌کردند تا به نتایج مطلوب دست یابند و اقلامی از دارو و لوازم آرایشی گرفته تا لاستیک تولید کنند. اما از آنجایی که دانشمندان به دنبال کنترل واکنش ها در سطح میکروسکوپی بودند، این روش های سنتی شکست خوردند.

دانشمندان سال‌های زیادی را صرف بهبود درک خود از واکنش‌های شیمیایی در مقیاس اتمی و مولکولی کرده‌اند و ابزارهای جدیدی برای کنترل این واکنش‌ها ارائه کرده‌اند.

آزمایش تیم محققین که از ساده‌ترین مولکول‌های موجود در طبیعت استفاده می‌کند، نقطه شروعی را برای کنترل انواع پیچیده‌تر و پویاتر واکنش‌های شیمیایی به دانشمندان ارائه می‌دهد.

محققین کار این تیم را به عنوان «نقطه عطفی در زمینه پویایی واکنش» تحسین کردند. این آژمایش خلاصه و بهبود کار محققین در ۲۰ سال گذشته است.

در سال ۲۰۰۶، این تیم شروع به جستجوی روشی برای تشخیص نتایج آزمایش‌های انجام شده در مقیاس اتمی کرد. آنها در نهایت چیزی را اختراع کردند که آن را “تکنیک تشخیص رایدبرگ” برای اندازه گیری حرکت اتم‌ها می‌نامیدند.

این اولین مرحله از تحقیقات بود که در آن کار غیرفعال به نظر می‌رسید، زیرا فقط می‌توانستند وضعیت واکنش دهنده‌ها را مشاهده اما کنترل نکنند. در سال ۲۰۱۳، این تیم شروع به آزمایش با کنترل فرآیند واکنش با استفاده از لیزر برای تزریق انرژی به مولکول‌ها کرد.

این تیم اکنون قادر است با تغییر جهت میدان الکتریکی لیزر، جهت گیری مولکول‌های واکنش دهنده را دقیقاً کنترل کند.

نتیجه تحقیقات قبلی با خواص کوانتومی اولیه آن از پیش تعیین شده بود و دانشمندان نمی‌توانستند آن را کنترل کنند. چیزی شبیه انداختن تاس برای رسیدن به نتایج دلخواه بود. اما اکنون می‌توان یک مولکول خاص را تحریک و جهت گیری آن را کنترل کرد تا مستقیماً به آنچه می‌خواهند برسند.

به گفته این تیم، این تحقیق ثابت می‌کند که جهت گیری مولکول‌ها و اتم‌ها تأثیر قابل توجهی بر واکنش‌های شیمیایی اساسی دارد و به عنوان نمونه‌ای برای آزمایش‌های آینده خواهد بود.

این کار یک مبنای نظری مبتنی بر مکانیک کوانتومی ارائه می‌کند و در آینده ممکن است اتم‌های بزرگ‌تر و سنگین‌تری مانند فلوئور یا کلر وارد تحقیقات شوند.

منبع: techchina

پایگاه خبری تحلیلی چین نگارچین نگار

دستاورد جدید در کنترل واکنش‌های شیمیایی با استفاده از لیزر

پارک‌های صنعتی کلید موفقیت چین در رسیدن به سیاست کربن صفر

خبـرنامـه صنایع هوافضای چیـن – دی ماه ۱۴۰۱

گام مهم محققان چینی در استفاده از هیدروژل‌ها در دستگاه‌های چاپ ۳ بعدی

جاسوسی آمریکایی‌ها از چین با جت‌های تجاری

طرح شنجن، مرکز نوآوری چین برای جوان سازی اقتصادی

مشارکت ۵۵درصدی چین در بخش انرژی تجدیدپذیر دنیا در ۲۰۲۳ و ۲۰۲۴

چین بستری برای همکاری بین‌المللی در زمینه مبانی علمی برای دانشمندان سراسر جهان ایجاد می‌کند

چرا برندهای خودروهای الکتریکی چینی می‌توانند در بازار آفریقا پیشتاز باشند؟

قوانین هوش مصنوعی در چین کدامند؟

سازنده چینی، باتری خودروی برقی با برد ۱۰۰۰ کیلومتر عرضه می‌کند

تلاش چینی‌ها برای ایجاد گونه‌ای برنج سالم‌تر و پرمحصول‌تر

نقش خدمات مالکیت فکری به حرکت خوداتکایی در علم و فناوری چین

سرمایه‌گذاران چینی به دنبال ورود به فضای فناوری آفریقا

خبرنامه انرژی‌های نو و تجدیدپذیر چیـن – اسفند ماه ۱۴۰۲