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新華社沈陽1月14日電　如何精確調(diào)控化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)科學(xué)研究的核心目標(biāo)之一。近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所楊學(xué)明院士、肖春雷研究員實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合張東輝院士、張兆軍副研究員理論團(tuán)隊(duì)，在這一研究方向上取得重要進(jìn)展，通過控制分子化學(xué)鍵方向，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)的立體動(dòng)力學(xué)精準(zhǔn)調(diào)控。相關(guān)成果日前在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。

立體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中一個(gè)基礎(chǔ)而重要的問題，關(guān)注的是碰撞過程中反應(yīng)物分子的空間取向?qū)Ψ磻?yīng)過程有何影響。例如，氫分子由兩個(gè)氫原子通過共價(jià)鍵連接形成，就像一個(gè)“啞鈴”。當(dāng)另一個(gè)反應(yīng)物與氫分子發(fā)生碰撞時(shí)，它從氫分子的一端發(fā)起攻擊，或者直接攻擊氫分子的共價(jià)鍵，這兩種情況的反應(yīng)幾率和相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程可能會表現(xiàn)出明顯的差別。一直以來，如何利用化學(xué)反應(yīng)中的立體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對化學(xué)反應(yīng)過程和結(jié)果的精細(xì)控制，是化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究中的前沿問題之一。

氫分子參與的基元化學(xué)反應(yīng)是研究立體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的理想模型。但一直以來，人們難以在實(shí)驗(yàn)上制備足夠數(shù)量的具有特定取向的氫分子，因此難以開展相關(guān)研究。

針對這個(gè)挑戰(zhàn)，楊學(xué)明、肖春雷實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)研制了高能量、單縱模納秒脈沖光參量振蕩放大器，實(shí)現(xiàn)了對氫分子的立體動(dòng)力學(xué)調(diào)控。實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)仔細(xì)測量了在三個(gè)碰撞能量下，兩種不同構(gòu)型的氫氘分子與氫原子的反應(yīng)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氫分子的量子態(tài)和散射角度分布存在顯著的立體動(dòng)力學(xué)差異。張東輝、張兆軍理論團(tuán)隊(duì)詳細(xì)分析了該反應(yīng)中的立體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，揭示了量子干涉現(xiàn)象在垂直碰撞構(gòu)型反應(yīng)中發(fā)揮的重要作用。

“之前的化學(xué)反應(yīng)研究可能像‘抽盲盒’，它是由本來的量子屬性決定好的，科研人員不能隨便控制，我們只能有一定的概率抽取到想要的結(jié)果?！睆垨|輝說，“現(xiàn)在，我們可以通過精確控制，激發(fā)特定化學(xué)鍵并控制它的方向，直接得到自己想要的結(jié)果?！?/p>

（記者　王瑩、張泉）

關(guān)鍵詞： 化學(xué)反應(yīng) 一直以來 光參量振蕩