Скорость! Скорость является важнейшим фактором не только при выборе автомобиля или ловле блох, но и в химических реакциях. Химические реакции ответственны буквально за все: дыхание, приготовление и переваривание пищи, производство топлива, фармацевтических препаратов или незаменимых товаров для дома, таких как мыло или водка. Поэтому, понимание того, как они работают на фундаментальном уровне, может помочь исследователям разрабатывать новые соединения, которых свет ещё не видел. А новые соединения – это новые материалы и новые возможности.
Многие химические реакции происходят всего за миллионные доли миллиардной доли секунды, или, как говорят ботаны, за фемтосекунды. Даже самые современные технологии не способны уловить что-то столь недолговечное. За последние двадцать лет ученые научились использовать сверхбыстрые лазеры, работающие, как сверхскоростные камеры, снимая быстрые изображения продуктов по мере их возникновения. Но они не могут охватить всю картину. Большую часть времени видно, что реагенты исчезают, а продукты внезапно появляются. А что на самом деле происходит во время химических реакций было неясно. Пока за дело не взялись учёные из Гарварда.
Как же замедлить молекулы, чтобы они не так быстро реагировали? Холод! – решили американские криохимики и построили устройство, в котором можно изучать химические реакции при сверхнизких температурах.
Учёные смогли охладить молекулы, состоящие из атомов калия и рубидия, до 500 нанокельвинов – всего несколько миллионных долей градуса выше абсолютного нуля. Такое охлаждение настолько замедлило движение молекул, что исследователи смогли наблюдать процесс столкновение двух молекул калия-рубидия, промежуточную стадию и образование продуктов реакции: KRb + KRb → K₂Rb₂* → K₂ + Rb₂. Главное, что при таком охлаждении промежуточная стадия существовала микросекунды. Микросекунды или миллионные доли секунды могут показаться очень короткими промежутком времени. Но это в миллионы раз дольше, чем такой промежуточный комплекс существует при обычной температуре, и достаточно для того, чтобы можно было изучить такую фазу. При этом старые химические связи разрываются и образуются новые, то есть одна молекула превращается в другую. На картинке схема происходящего: слева молекулы калия-рубидия (калий красный, рубидий синий), посередине промежуточное соединение K₂Rb₂*, а справа продукт – молекулы калия и рубидия.
Наблюдение за промежуточным комплексом (а именно это раньше сделать не могли) открывает двери для дальнейших исследований динамики химических реакций в ультрахолодном режиме.
Так что помни, холод – это хорошо не только для пива летом или пельменей в морозилке, но и для изучения динамики химических реакций.
Инфа отсюда.