Деңгей Химиялық технологияның негізгі үдерістері мен заңдылықтары
жүктеу/скачать 1,38 Mb.
|
ҚЗХЖ толықтырылғын
| 25. Фемтохимия
Фемтохимия потенциалдық бетте реакцияласушы жүйелердің қозғалу уақытын зерттейді және химиялық кинетиканың элитарлық жоғары бөлігі ретінде эксперименттік химиялық динамиканы химияға енгізеді. Лазерлерді игеру химияның өрісін кеңейтіп, фемтохимияға өтуін қамтамасыздады. Фемтохимия – жаңа химия. Фемтохимия ультрақысқа уақытта 10-15-10-14 с (10-10 фемтосекунд) аралығындағы химиялық өзгерісті белгілейді. Бұл уақыт молекулалардағы атомдардың толқуларының кезеңінен әлдеқайда аз (10-13 – 10 -11 с). Осындай уақыттың арақатынасының есебінен фемтохимия химиялық реакцияның өзін, яғни, атомдардың уақыт аралығында кеңістікте орын ауыстыруын, молекулалар-реагенттердің өнімнің молекулаларына айналуын көреді. Жекеленген түрде, фемтохимия химиялық реакция аралық қалпын зерттеумен айналысады. Аралық қалып деп атомдардың арасындағы аймақты, яғни реагенттерден өнімдерге дейінгі жолды атайды. Бұл жағдайда реакциялық жүйе реагент қалпынан өзгеріп, алайда өнімге де толық айналмайды. Атомдардың конфигурациясының уақыт бойынша эволюциясы аралық қалыптың динамикасы деп аталады. Молекулярлық жүйенің аралық қалыпта бар жоғы 100 фс уақытты алатындықтан зерттеушілерге сәйкес жабдықтар мен құралдардың пайда болғанына дейін реакцияның динамикасын суреттеу үшін реагенттердің және өнімдердің кинетикасын зерттеу керек болды. Алайда, бұл мәліметтер болып жатқан өзгерістердің суретін толық көрсету үшін жеткіліксіз болды. Тек жақында ғана ұзақтығы 100 фс құрайтын уақыт аралығындағы өте қысқа импульстарды зерттейтін лазерлерді ашқаннан соң ғана жаңа эксперименталдық мүмкіндіктер пайда болды: -импульстің ұзақтығы ф ═ 10-14 с барысында және атомның жылдамдығы v ═ 105 см / с болғанда 0,1 Е молекулярлық жүйеде арақашықтықтың өзгеруі белгіленеді. Бұл ядролардың уақыт аралығындағы конфигурациясын жақсы дәлдікпен бақылауға мүмкіндік береді; -импульстің когеренттігі салдарынан атомдардың қозғалысының салыстырмалық фазалары бар молекуланың бірнеше тербелмелік және айналмалық жағдайларды когенттік қоздыру мүмкін; Қоздырылған қалыптардың мұндай түрін когеренттік ядролық толқындық пакет деп атайды. Ұзақтығы ф ═ 10-14 с импульстің энергиясы 1 мкДж болғанда жоғарғы нүктедегі қуат Р 100 мВт –қа тең. Сондықтан сіңіру кезіндегі көптеген фотондық үрдістерді іске асыруға болады. Бұл жағдайда жоғары қозған молекулалық жүйелерді алуға болады. Затқа берілетін мұндай импульстердің әсерінен кең спектрлік диапазонда жарықтың импульстері (суперконтиниум, рентгендік сәулелену және электрондардағы сәулелену) туындайды. Осы заманауи химиядағы ірі де әрі елеулі оқиға химиялық реакцияларды басқаруға мүмкіндік береді. Фемтосекундтық импульстерді пайдалану барысында ғалымдардың қол жеткізген жетістіктері жаңа ғылымның – фемтобиологияның ашылуына әкеліп соқты. Фемтосекундтық импульс ерекшеліктері – жоғары уақыт аралығында зерттеулерді орындауға; когеренттік тербелмелі-айналмалы толқындық пакеттерді жасауға; -көп фотондық сіңіру үрдістерін іске асыруға; -беттегі потенциалдың энергияға әсер етуге және т.б. мүмкіндік береді. Осы зерттеулердің жаңа бағыттары: химиялық микроскопиялық үрдістерді; биологиялық микроскопиялық үрдістерді уақыттың фемтосекундтық шкаласында зерттеу және оларды басқару. жүктеу/скачать 1,38 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|