Den elektroniska strukturen för komplexa molekyler kan bedömas med metoden för resonant oelastisk röntgenspridning (RIXS) vid BESSY II. Upphovsman:Martin Künsting /HZB
Molekyler som består av många atomer är komplexa strukturer. De yttre elektronerna fördelas mellan de olika orbitalerna, och deras form och sysselsättning bestämmer molekylens kemiska beteende och reaktivitet. Konfigurationen av dessa orbitaler kan analyseras experimentellt. Synkrotronkällor som BESSY II tillhandahåller en metod för detta ändamål:Resonant oelastisk röntgenspridning (RIXS). Dock, att få information om orbitalerna från experimentella data, kvantkemiska simuleringar är nödvändiga. Typiska datortider för större molekyler tar veckor, även på högpresterande datorer.
Påskyndar utvärderingen
"Tills nu, dessa beräkningar har mest utförts efter mätningarna, "förklarar teoretiska kemisten Dr Vinicius Vaz da Cruz, postdoc i professor Dr. Alexander Föhlischs team. Tillsammans med RIXS -experten Dr. Sebastian Eckert, även postdoc i Föhlisch team, de har utvecklat ett sofistikerat nytt förfarande som påskyndar utvärderingen många gånger.
"Med vår metod, det tar några minuter och vi behöver inte en superdator för detta, det fungerar på stationära datorer, "säger Eckert. HZB-forskarna har testat metoden på molekylen 2-tiopyridon, ett modellsystem för protonöverföring, som är väsentliga processer i levande celler och organismer. Trots den korta datortiden, resultaten är tillräckligt exakta för att vara mycket användbara.
"Det här är ett stort steg framåt, "understryker Föhlisch." Vi kan köra igenom många alternativ i förväg och lära känna molekylen, så att säga. Dessutom, den här metoden gör det också möjligt att simulera långt mer komplexa molekyler och att tolka de experimentellt erhållna data på ett meningsfullt sätt. "Experimentell fysiker Eckert tillägger:" Vi kan nu också köra simuleringarna under mätningen och omedelbart se var det kan vara särskilt spännande för att titta närmare. "
Förfarandet är en förlängning av den väletablerade och mycket effektiva tidsberoende densitetsteori, vilket är mycket snabbare än de traditionella begreppen för att simulera RIXS -processen. "Metodens enkelhet möjliggör en stor grad av automatisering, "säger Vaz da Cruz:" Den kan användas som en svart låda. "
