Учёные раскрыли механизм эффективной передачи энергии в природе

Исследователи из Pacific Northwest National Laboratory и SLAC National Accelerator Laboratory зафиксировали ключевые этапы химической реакции, обеспечивающей эффективную передачу энергии в природе

В ходе работы учёные изучили процесс сопряжённого переноса электронов и протонов (PCET) — он лежит в основе фотосинтеза и других процессов преобразования энергии. Из-за сверхвысокой скорости реакции её было крайне сложно наблюдать: ранее удавалось зафиксировать лишь отдельные фрагменты процесса.

Для получения полной картины команда объединила два рентгеновских метода: спектроскопию поглощения (с помощью прибора chemRIXS) и рассеяние рентгеновского излучения (с помощью XCS-инструмента). Дополнительно использовали теоретическое моделирование — расчёты теории функционала плотности и симуляции молекулярной динамики. В качестве объекта исследования выбрали хорошо изученную молекулу на основе рутения: она поглощает свет и в кислой среде захватывает протон из окружения.

Результаты, опубликованные в Nature Communications, показали, как меняется электронная структура молекулы при получении протона и одновременно перестраивается окружающая её водная среда. Это открытие поможет создавать более эффективные катализаторы, топливные элементы и проточные батареи.

Источник: ScienceDaily