Anténa na vibračnú energiu ponúka „úplne nový spôsob reakcie“

Vo fotosyntetických rastlinách a baktériách proteíny zhromažďujúce svetlo koncentrujú energiu viditeľného svetla a nalievajú ju do reakčného centra. To znamená, že organizmy môžu zachytiť viac svetla, ako by mohlo samotné reakčné centrum. Infračervenému svetlu však chýba energia na vytvorenie týchto excitovaných elektronických stavov, dokáže vytvárať iba vibračné stavy s nižšou energiou, a tak je pre rastliny zbytočné. 

Teraz vedci pod vedením Aleca Wodtkeho z nemeckého Inštitútu Maxa Plancka vytvorili analogický systém na zber svetla, ibaže pre infračervené žiarenie. Tím zistil, že excitované vibračné stavy sa dajú takisto akumulovať a energia sa môže preniesť do reakčného centra. V zostave tímu je reakčným centrom monovrstva „ťažkého“ oxidu uhoľnatého obsahujúceho uhlík-13 a kyslík-18 na povrchu chloridu sodného.

Súčasťou experimentu s infračerveným zberom je hrubá vrstva (až 100 monovrstiev) bežného oxidu uhoľnatého. Celý experiment prebieha pri veľmi nízkej teplote, aby sa imobilizovali plynné zložky. „Keby sme načerpali všetku vibračnú energiu do ľahkého izotopu pomocou infračerveného lasera, efektívne by to prenieslo všetku energiu na ťažký izotop a mohli by sme ju použiť na vyvolanie reakcie,“ hovorí Wodtke.

V porovnaní s priamym excitovaním vrstvy ťažkého izotopu bola hustota vibračnej energie pri použití prekrývajúcej vrstvy zbierajúcej infračervené žiarenie 30-krát vyššia. Reakcia je v tomto prípade jednoduchá: molekuly oxidu uhoľnatého, ktoré sa začnú viazať na povrch prostredníctvom atómu kyslíka, sa obrátia naopak. Wodtke a jeho kolegovia však dúfajú, že pomocou zberu vibračnej energie sa budú dať riadiť ďalšie procesy, napríklad Dielsova-Adlerova reakcia (diénová syntéza) alebo aktivácia oxidu uhličitého.

Zdroj: chemistryworld.com.