Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Təbiətin ən mühüm kimyəvi reaksiyalarından bəziləri mənfi və müsbət yüklü hissəciklərin birgə hərəkətinə əsaslanır. Bu proseslər fotosintez, kataliz və bioloji enerjinin çevrilməsində mərkəzi rol oynayır, lakin müşahidə etmək çətindir.
İndi, Enerji Departamentinin Sakit Okean Şimal-Qərb Milli Laboratoriyasının rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriya və bir neçə akademik laboratoriyadakı həmkarları ilə əməkdaşlıq edərək, işığın molekula dəydiyi zaman baş verən bu hadisələrin anlıq görüntülərini çəkdi. Nature Communications-da dərc edilən tapıntılar tədqiqatçılara daha yaxşı başa düşülməyə və nəticədə daha yaxşı axın batareyaları, yanacaq hüceyrələri və katalizatorlar dizayn etməyə kömək edə bilər. Tədqiqat qrupu proton adlanan müsbət yüklü hissəciklərin mənfi yüklü elektronlarla birləşmiş hərəkətinə diqqət yetirib.
Bu koordinasiyalı enerji ötürülməsi məlum olan ən səmərəli üsullardan biridir və bitkilərdə günəş enerjisini tutmaq və təbiətdəki digər proseslərlə yanaşı onu yığılmış enerjiyə çevirmək üçün istifadə olunur. Elektronları və protonları koordinasiyalı şəkildə hərəkət etdirərək, molekullar enerji baxımından baha başa gələn ara addımları keçə bilər. Bu, reaksiyaları daha sürətli və daha çox enerjiyə qənaət edir.
Bu halda, tədqiqat qrupu reaksiya zamanı molekulun elektron strukturunda dəyişikliklərin, protonun əlavə edilməsinin və ətrafdakı su mühitinin necə əlaqəli olduğuna diqqət yetirib. Bu qarşılıqlı əlaqəni onilliklər ərzində öyrənməsinə baxmayaraq, əvvəllər heç kim onu həm yerli, həm də struktur həssaslığı ilə tək bir araşdırmada ələ keçirməmişdi. SLAC-da Linac Koherent İşıq Mənbəsində mövcud olan qabaqcıl rentgen üsulları, ən müasir kvant kimyası hesablamaları və molekulyar dinamika simulyasiyaları ilə birlikdə bu mühüm prosesə misli görünməmiş fikir verdi.
PNNL eksperimental kimya fiziki Elisa Biasin, keçmiş PNNL alimi Abdullah Kahraman və PNNL nəzəriyyəçiləri Niranjan (Niri) Qovind və Amity Andersen öz əməkdaşları ilə birlikdə işıq ötürülməsi, elektron ötürülməsi və ya PCn-ET-nin elektron ötürülməsi reaksiyasında əsas addımları tutmaq üçün ultra sürətli rentgen spektroskopiyası, səpilmə və qabaqcıl simulyasiyaların birləşməsindən istifadə etdilər. Bu birləşmiş yanaşma ilk dəfə olaraq struktur həssaslığı ilə bir proton əldə etməyin müəyyən yerlərdə molekulun elektron strukturunu necə dəyişdirdiyini və ətrafdakı su mühitini necə yenidən təşkil etdiyini ortaya qoyur. "Biz ilk dəfə olaraq proton ötürülməsi ilə əlaqəli elektron dəyişikliklərin ətrafdakı həlledicinin yenidən təşkili ilə necə əlaqəli olduğunu gördük" dedi Biasin.
"Bu, bizə molekulların və onların mühitlərinin fundamental kimyəvi çevrilmələr zamanı birlikdə necə təkamül etdiyini başa düşmək üçün yeni bir yol verir." PCET təbiətdəki işçi qüvvəsidir, bitkilərə fotosintez üçün işıq yığmağa və heyvanlara digər vacib enerji çevrilmə prosesləri arasında qidanı enerji üçün səmərəli şəkildə metabolizə etməyə imkan verir. Komandanın diqqət yetirdiyi eksperimental sistemdə əsas mexanizm yaxşı başa düşülür. Bununla belə, bəzi PCET reaksiyalarında protonların və elektronların hərəkət qaydası haqqında mübahisələr davam edir.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
