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KAIST、化学反応交差反応のメカニズムを解明

ピコ秒分光法を利用して化学反応交叉点で二つの反応速度を測定


大徳所在のKAIST(シン・ソンチョル総長)は化学科のキム・サンギュ教授研究チームが分子結合の落ちる化学反応交差で起きる反応メカニズムを解明したと11月30日に発表した。キム教授は交差で発生する二つの反応経路を観察して正確な速度を測定した。

光を受けて起きる化学反応は電子的にうわついた状態で相互作用により発生する。普通電子状態間の相互作用はひとつの経路をもつが、量子の状態によって反応速度が変わる現象がしばしば発見される。このように二つ以上の異なる性格をもつ位置エネルギー曲面が交叉する地点を円錐型交差(conical intersection)という。

キム教授は2010年に分光学的方法で円錐型交差を発見し、それが量子状態反応の開始点であることを証明した。またここから出発した反応は他の反応速度と経路で進むことも明らかにした。しかし一般的な分光法で各曲面がもつ速度は測定できなかった。

研究チームは既存のナノ秒基盤とした分光法にかわりピコ秒時間分解能分光法を利用してエネルギーと時間のいずれをも正確に測定した。これを通じて断熱反応(adiabatic reaction)と非断熱反応(non-adiabatic reaction)それぞれ二つの経路が活性化されることをつきとめ、反応速度だけでなく生成物のエネルギー分布などが大きな違いを示すことを確認した。

研究結果は『米国化学会誌(JACS)』電子版に掲載された。





[2017-12-04]

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