Enatoms traktorbalkar driver kemisk katalys. Kredit:Forskarteam, Cavendish Laboratory, Institutionen för fysik, University of Cambridge
Genom att fånga ljus i små luckor som bara är några atomer breda, har ett team från NanoPhotonics Center vid Cavendish Laboratory vid University of Cambridge förstorat optiska krafter tusen gånger, starka nog att tvinga atomer in i positioner som driver kemiska reaktioner mer effektivt.
"Vi hittade ett nytt sätt att förstärka krafterna från ljus, tillräckligt för att nu flytta metallatomer, och det är nyckeln till att minska energibarriären för att få katalys att fungera lättare", förklarar den ledande forskaren Shu Hu.
Svaga traktorstrålar används för att göra optiska pincett som kan undersöka biologiska processer med strålar av tätt fokuserat ljus som fångar genomskinliga mikroobjekt av glas eller polymer. Men att använda ljus för att plocka enstaka atomer från fasta ämnen kräver mycket starkare krafter. Nu har ett team från NanoPhotonics Center i Cavendish Laboratory visat ett sätt att bygga små sprickor som förstorar de optiska krafterna av synligt ljus. De använder dessa för att dra enstaka guldatomer från en kristall, närma dem nära en molekylär bindning och se effekterna direkt på deras flopp och vibrationer. Publicerad i Science Advances , de visar nya sätt att få ljus att verka kraftfullt och föreslår nya metoder för att driva kemiska omvandlingar.
Genom att titta på en bindning i taget i sina experiment undviker man att snitta över en mängd olika effekter. "Enstaka metallatomer är städet där katalys skapar nya kemiska bindningar," lovar professor Jeremy Baumberg, "och vi kan börja se den här processen ske och kontrollera den." Katalys är avgörande för alla konstgjorda kemikalier och polymerer.
"Det är som att se den vackra dansen av en atom och en molekyl i realtid", konstaterar Hu. + Utforska vidare
