Съёмка молекулярного превращения с высоким разрешением

Команда Франсуа Легаре из Исследовательского центра INRS «Энергия, Материалы, Телекоммуникации» успешно запечатлела химическую реакцию с пространственным и временным разрешением, значительно превышающим достигнутое на сегодняшний день с помощью микроскопов. Для съёмки молекулярного «фильма» о превращении молекулы ацетилена в винилиден использовался фемтосекундный лазер. Статья об этом достижении была недавно опубликована в научном журнале Nature Communications.

«Разработанный нами подход сочетает многофотонную ионизацию и метод визуализации кулоновского взрыва. Значительно улучшенное разрешение изображения позволило выявить ранее неизвестные детали этого процесса изомеризации и прояснить динамику миграции протона. Эта форма визуализации использует компактный лазерный источник и является простым вариантом для изучения сверхбыстрой молекулярной динамики других небольших органических молекул», — сказала постдокторант Бантинга и ведущий автор статьи Хайде Ибрагим.

Этот процесс изомеризации уже наблюдался с использованием крупного оборудования, такого как лазеры на свободных электронах с очень энергичными фотонами. Однако наиболее часто используемые методы для отслеживания перестройки ядер в молекуле были в значительной степени нечувствительны к тонким и нерегулярным изменениям, происходящим во время химической реакции.

Эксперименты были разработаны постдокторантом Хайде Ибрагим и профессором Франсуа Легаре и проведены в лаборатории усовершенствованных лазерных источников света (ALLS) INRS в сотрудничестве с Университетом Ватерлоо, Национальным исследовательским советом Канады и Университетом Шербрука. Результаты впервые показали, что между двумя изомерами — ацетиленом и винилиденом — могут происходить множественные колебания.