振动能量天线提供了“一种全新的反应方式”

“这是一种全新的反应方式，以前从来没有人想过，”他说亚历克Wodtke来自德国马克斯普朗克生物物理化学研究所，他的团队首创了从红外光中获取振动能量并利用其进行异构化的系统。伍德克补充说:“我们可以将能量注入到系统中，而不仅仅是简单的热能。”有一天，这可能会让化学家进行传统合成无法完成的反应。

在光合植物和细菌中，光收集蛋白将可见光能量集中起来，并将其输送到反应中心。这意味着生物比反应中心能捕捉到更多的光。然而，红外光缺乏能量来产生这些激发态——它只能形成能量较低的振动态——因此对植物没有用处。Wodtke解释说:“我们所建立的是一个类似于光收集系统的红外系统，这实际上很奇怪，因为通常情况下，光收集需要激发态。”他的团队发现，激发的振动状态也可以被聚集起来，并将能量输送到反应中心。

在该团队的设置中，反应中心是一个“重”一氧化碳单层，含有碳13和氧18，位于氯化钠表面。实验的红外线收集部分是一层厚厚的覆盖层——多达100层单层——普通一氧化碳。整个实验保持在超低温下，以固定气体组分。

“当我们(使用红外激光)将所有振动能量注入到轻同位素中时，它将有效地将所有能量转移到重同位素中，我们实际上可以用它来驱动反应，”Wodtke说。与直接激发重同位素层相比，采用红外收集覆盖层的振动能量密度提高了30倍。

这种情况下的反应很简单:一氧化碳分子开始通过碳原子与表面结合，然后颠倒过来。但是Wodtke和他的同事们希望利用振动能量池来驱动其他过程，比如Diels-Alder反应甚至是二氧化碳的活化。

“这是一种非常有选择性的方法，可以在远离热平衡的条件下驱动反应——在非常低的温度下产生非常高的振动能量，”他说Rainer贝克他在瑞士洛桑联邦理工学院从事量子态分辨反应性测量。他强调，这项研究还表明了传感器技术的重要性，因为只有一种新的超灵敏探测器才能实现这一技术，这种探测器可以精确定位单个红外光子。

罗伯特领域来自美国麻省理工学院，他在那里研究分子的结构和动力学特性，这给他留下了深刻的印象。这个实验注定要出现在基础统计力学教科书上

乍一看，两者的设置很相似麦克斯韦妖，这是一个关于减少系统熵可能违反热力学第二定律的思想实验。菲尔德解释说:“通常情况下，我们无法控制一个分子如何附着在一个表面上，热力学决定了一种异构体与另一种异构体的相对数量。”能够影响这一点就像去除表面缺陷，降低表面的熵。

菲尔德总结道:“这具有巨大的实际意义。”由于能量可以汇集到固体的近表面缺陷，红外天线可以用来瞬时去除杂质。“我认为Wodtke小组可能会申请专利，将其用于以建设性的方式修改表面。”