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美科学家首次在单分子层面上观察到电子转移物流

发布时间:2019-11-29 12:28:18 阅读: 来源:酒壶厂家

科学网-美科学家首次在单分子层面上观察到电子转移

美国科学家首次在分子层面上观察并记录了电极表面的电子转移,这一发现有望对微电子学、电化学、生物学、信息存储以及太阳能转化等众多领域产生重要影响。相关论文发表在德国的国际学术期刊《应用化学》(Angewandte Chemie)上。论文高级作者、美国坦普尔大学(Temple University)的化学教授Eric Borguet表示, 从根本上而言,氧化还原反应中充斥着电子的转移。然而,大部分的研究主要关注整个化学反应系统的电子流动,却很少在单分子层面上研究电子的转移。 在最新的研究中,Borguet和同事对有卟啉类化合物(porphyrins,起催化作用)修饰的金属电极表面进行了深入观测。他们利用扫瞄隧道显微镜(scanning tunneling microscopy,简称STM)扫描了电极表面,并观察到了电子从STM的金属探头通过卟啉分子,最终到达金属电极表面的转移路径。研究人员发现,卟啉分子的化学状态影响着电子从金属探头转移到电极的能力。Borguet说: 我们注意到,一些处于特定状态的卟啉分子看起来十分昏暗,而另外一些则很明亮。进一步研究表明,当我们在阳极加上电压,或者强行让卟啉分子失去电子时,卟啉分子颜色就会变得昏暗。也就是说,我们发现了昏暗的被氧化分子与明亮的被还原分子的差异。 Borguet表示,研究人员已经能够区分并追踪研究单个卟啉分子的氧化还原特性。他说, 现在,科学家终于可以提出这样的问题,即分子氧化过程是一个一个进行的,或者成对进行的,还是整个区域一同进行的?一个分子的氧化会不会影响周围分子的氧化可能性?哪些因素能够促进氧化还原反应? (科学网 任霄鹏/编译)更多阅读(英文)论文摘要Eric Borguet小组主页

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