ఫెమ్టోకెమిస్ట్రీ
ఫెమ్టోకెమిస్ట్రీ (Femtochemistry) అనేది భౌతిక రసాయన శాస్త్రం (physical chemistry) లోని ఒక విభాగం. ఇది అత్యంత తక్కువ కాలపరిమితిలో (సుమారుగా 10−15 సెకన్లు లేదా ఒక ఫెమ్టోసెకను, అందుకే ఈ పేరు) జరిగే రసాయన చర్యలను అధ్యయనం చేస్తుంది. అణువులలోని పరమాణువులు (రియాక్టెంట్స్) పునర్వ్యవస్థీకరణ చెంది కొత్త అణువులను (ప్రొడక్ట్స్) ఏర్పరిచే ప్రక్రియను అధ్యయనం చేయడం దీని ముఖ్య ఉద్దేశ్యం. 1988లో సైన్స్ జర్నల్ సంచికలో, అహ్మద్ హసన్ జెవాయిల్ ఈ పదాన్ని మొదటిసారిగా ఉపయోగిస్తూ ఒక వ్యాసాన్ని ప్రచురించారు. అందులో ఆయన "రియల్-టైమ్ ఫెమ్టోకెమిస్ట్రీ, అంటే ఫెమ్టోసెకను కాలపరిమితిలో రసాయన శాస్త్రం..." అని పేర్కొన్నారు.[1] తదనంతరం 1999లో, జెవాయిల్ ఈ రంగంలో చేసిన కృషికి గాను రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నారు. రసాయన చర్య జరుగుతున్నప్పుడు అణువులలోని పరమాణువులు ఎలా కదులుతాయో లేజర్ కాంతి మెరుపులతో చూడటం సాధ్యమని ఆయన నిరూపించారు.[2]
జీవశాస్త్ర అధ్యయనాలలో ఫెమ్టోకెమిస్ట్రీ అప్లికేషన్, స్టెమ్-లూప్ RNA నిర్మాణాల యొక్క కన్ఫర్మేషనల్ డైనమిక్స్‌ను వివరించడానికి సహాయపడింది.[3][4]
ఈ పద్ధతి ద్వారా రసాయన చర్యలను నియంత్రించే అవకాశం గురించి అనేక ప్రచురణలు చర్చించాయి, అయితే ఇది ఇప్పటికీ వివాదాస్పదంగానే ఉంది.[5] కొన్ని చర్యలలోని దశలు ఫెమ్టోసెకను కాలపరిమితిలో మరియు కొన్నిసార్లు అట్టోసెకను కాలపరిమితిలో జరుగుతాయి,[6] మరియు కొన్నిసార్లు మధ్యంతర ఉత్పత్తులను (intermediate products) ఏర్పరుస్తాయి. ఈ మధ్యంతర ఉత్పత్తులను ప్రారంభ మరియు ముగింపు ఉత్పత్తులను గమనించడం ద్వారా ఎల్లప్పుడూ ఊహించలేము.
పంప్–ప్రోబ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ
అత్యంత సరళమైన మరియు ఇప్పటికీ అత్యంత సాధారణమైన పద్ధతుల్లో ఒకటి పంప్–ప్రోబ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ. ఈ పద్ధతిలో, రసాయన చర్య జరుగుతున్నప్పుడు జరిగే ప్రక్రియలను పరిశోధించడానికి వాటి మధ్య వేరియబుల్ టైమ్ డిలే ఉన్న రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఆప్టికల్ పల్స్‌లను ఉపయోగిస్తారు. మొదటి పల్స్ (పంప్) ఒక బంధాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా లేదా రియాక్టెంట్లలో ఒకదానిని ఉత్తేజపరచడం ద్వారా చర్యను ప్రారంభిస్తుంది. రెండవ పల్స్ (ప్రోబ్) చర్య ప్రారంభమైన కొంత సమయం తర్వాత చర్య యొక్క పురోగతిని విచారించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. చర్య పురోగమిస్తున్న కొద్దీ, ప్రోబ్ పల్స్‌కు ప్రతిస్పందించే వ్యవస్థ యొక్క స్పందన మారుతుంది. పంప్ మరియు ప్రోబ్ పల్స్‌ల మధ్య సమయ ఆలస్యాన్ని నిరంతరం స్కాన్ చేయడం మరియు ప్రతిస్పందనను గమనించడం ద్వారా, పరిశోధకులు సమయం యొక్క ఫంక్షన్‌గా చర్య యొక్క పురోగతిని పునర్నిర్మించగలరు.
ఉదాహరణలు
బ్రోమిన్ విచ్ఛిన్నం
బ్రోమిన్ విచ్ఛిన్నం యొక్క టైమ్-రిజాల్వ్డ్ ఎలక్ట్రానిక్ దశలను చూపించడానికి ఫెమ్టోకెమిస్ట్రీ ఉపయోగించబడింది.[7] 400 nm లేజర్ పల్స్ ద్వారా విచ్ఛిన్నం చెందినప్పుడు, 140 fs తర్వాత ఎలక్ట్రాన్లు వ్యక్తిగత పరమాణువులపై పూర్తిగా స్థానికీకరించబడతాయి, 160 fs తర్వాత Br పరమాణువులు 6.0 Å దూరంలో వేరు చేయబడతాయి.
ఇవి కూడా చూడండి
- అట్టోసెకను ఫిజిక్స్ (1 అట్టోసెకను = 10−18 s)
- ఫెమ్టోటెక్నాలజీ
- అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ
- అల్ట్రాషార్ట్ పల్స్
- ఫ్లాష్ ఫోటోలిసిస్
సూచనలు
- ↑ Zewail, A. H.. (1988-12-23). "Laser Femtochemistry". Science. 242 (4886) 1645–1653. doi:10.1126/science.242.4886.1645.
- ↑ The 1999 Nobel Prize in Chemistry, article on nobelprize.org
- ↑ (2009). "Conformational Distribution and Ultrafast Base Dynamics of Leadzyme". Biochemistry. 48 (22) 3807–3809. doi:10.1021/bi900256q.
- ↑ (2011). "Dynamic Ensemble View of the Conformational Landscape of HIV-1 TAR RNA and Allosteric Recognition". Biochemistry. 50 (22) 5042–5057. doi:10.1021/bi200495d.
- ↑ "Femtochemistry: Past, present, and future". A. H. Zewail, Pure Appl. Chem., Vol. 72, No. 12, pp. 2219–2231, 2000.
- ↑ Kling, Matthias F.. (1 May 2008). "Attosecond Electron Dynamics". Annual Review of Physical Chemistry. 59 (1) 463–492. doi:10.1146/annurev.physchem.59.032607.093532.
- ↑ (November 23, 2010). "Visualizing electron rearrangement in space and timeduring the transition from a molecule to atoms". PNAS. 107 (47) 20219–20222. doi:10.1073/pnas.1014723107.
మరింత చదవడానికి
Andrew M. Weiner. (2009). Ultrafast Optics. Wiley. ISBN 978-0-471-41539-8.
- Femtochemistry: Ultrafast Dynamics of the Chemical Bond, Ahmed H Zewail, World Scientific, 1994
బయటి లింకులు
- Controlling and probing atoms and molecules with ultrafast laser pulses ఆర్కైవ్ చేసిన కాపీ, PhD Thesis
మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Femtochemistry” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Femtochemistry ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.
