北海道大學的 Tamiki Komatsuzaki 教授及其同事與奈良女子大學和東北大學合作,從理論上預測了一種開關的存在,該開關可以切換可能導致化學反應的物質。這一次,我們正在研究一個使用氫原子的非常簡單的反應,但我們可以期待找到一種方法來控制未來化學反應的一般目的地。

 原子或分子的化學反應被比作能量在等高線圖上的運動,稱為勢能。換句話說,化學反應從能量穩定的那隻腳開始,穿過通道,然後移動到另一隻腳。例如,在本次研究的電子離開氫原子的反應中,當向原子提供能量以使其達到高能狀態時,電子離開原子核。此時,首先,上升電位斜率並越過通道,電子完全分離。對該現象進行理論分析,發現在接近關口附近時會出現各種分支路線。還發現這條路徑與從周圍環境施加的磁力方向有關。換句話說,電子離開原子核的方向可以通過操縱磁性來自由控制。

 雖然尚未通過實驗驗證,但我們計劃在未來進行實驗以驗證該理論的有效性。雖然這個分析的主題是一個極其簡單的反應,但它在理論上是普遍有效的,並且預計即使對於更複雜的化學反應途徑也可以切換分叉。在藥品等大規模生產中,除了目標物質之外,還產生副產物是個問題,但如果將來可以控制化學反應,則可能只生產目標物質。

資料來源:[北海道大學]闡明轉換化學反應目的地的“轉換開關”的存在

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