观察当质子暴露在光线下后与染料分离时 在第一皮秒会发生什么

在某些分子中，即所谓的光酸，质子可以通过光激发局部释放。溶液中的pH值突然变化 - 这是一种快速开关，对许多化学和生物过程很重要。然而，直到现在，仍然不清楚质子释放时会发生什么。这正是德国波鸿鲁尔大学鲁尔大学卓越集群“鲁尔探索溶剂化RESOLV”的研究人员现在能够在使用新技术的实验中观察到的。

他们观察到溶质和溶剂之间的跳动引发了一场微小的地震，在质子开始分离之前只持续了三到五皮秒。他们在《化学科学》杂志上对此进行了报道。

到目前为止，重点一直放在染料或碱上

研究最多的所谓光酸之一是吡咯，例如用于黄色荧光笔的荧光染料。“尽管有大量的实验研究，但质子分离开始时的过程仍然是有争议的争论的主题，”RESOLV发言人Martina Havenith教授报道。然而，整个分离过程也发生在只有90皮秒的时间尺度上。皮秒对应于百万分之一秒的百万分之一。

虽然以前的研究主要集中在光激发后染料的变化，但研究小组能够在此过程中首次观察到溶剂的变化，在这种情况下是水。这是在新开发的“光学泵浦太赫兹探针光谱”的帮助下实现的。

超快能量传输

“我们能够跟踪开始时的振荡，然后随后消退，”Martina Havenith描述道。“令人兴奋的是，促进激发态质子转移的溶剂反应可以被捕获。在不到皮秒的时间内，最初的超快能量转移导致附近水分子的重组，并为随后的质子迁移开辟了道路。

ZEMOS研究大楼的新激光实验室使检测成为可能。在那里，所有外部干扰信号，例如由电磁辐射、温度和湿度波动引起的信号，都被最小化。只有这样，才有可能用染料在水射流中检测到最微小的震颤。