Forskare har fångat den första direkta observationen av en proton som flyr från en molekyl under en kemisk reaktion. Observationen gjordes med hjälp av en teknik som kallas ultrasnabb elektrondiffraktion (UED), som gjorde det möjligt för forskarna att spåra atomernas rörelse i realtid.

Studien, publicerad i tidskriften Science, ger nya insikter om hur kemiska bindningar bryts och bildas. Denna grundläggande förståelse kan leda till utvecklingen av nya läkemedel, katalysatorer och andra material.

I en kemisk reaktion bryts bindningar mellan atomer och nya bindningar bildas. Denna process kan vara mycket snabb och sker i storleksordningen femtosekunder (en kvadriljondels sekund). UED är en av få tekniker som kan fånga dynamiken i kemiska reaktioner på denna ultrasnabba tidsskala.

I studien använde forskarna UED för att spåra atomernas rörelse i en molekyl av metan (CH4). De fann att när molekylen exponerades för en högenergilaserpuls, stöttes en proton (H+) ut från molekylen. Denna process inträffade inom 10 femtosekunder.

Forskarna kunde rekonstruera en detaljerad molekylär film av reaktionen. Filmen visar protonen som flyr från molekylen och de återstående atomerna ordnar om sig själva för att bilda en ny molekyl.

Denna studie ger den första direkta observationen av en proton som flyr från en molekyl under en kemisk reaktion. Denna grundläggande förståelse kan leda till utvecklingen av nya läkemedel, katalysatorer och andra material.

Mer information om studien :

* Studien leddes av forskare vid SLAC National Accelerator Laboratory i Menlo Park, Kalifornien.

* Forskarna använde Linac Coherent Light Source (LCLS), en kraftfull röntgenlaser, för att generera de högenergi-laserpulser som användes för att initiera den kemiska reaktionen.

* UED-mätningarna gjordes med en speciell detektor som kallas streak-kamera. Sträckkameran gjorde det möjligt för forskarna att spåra atomernas rörelse i realtid.

Möjliga tillämpningar av denna forskning :

* Den grundläggande förståelsen för hur kemiska bindningar bryts och bildas kan leda till utvecklingen av nya läkemedel, katalysatorer och andra material.

* Forskarna tror till exempel att insikterna från denna studie skulle kunna användas för att designa nya läkemedel som är effektivare och har färre biverkningar.

* Studien kan också leda till utvecklingen av nya katalysatorer, som är ämnen som påskyndar kemiska reaktioner. Detta skulle kunna göra det möjligt att producera kemikalier mer effektivt och med mindre avfall.