http://kadhoai.com.cn 2026-04-25 09:20:17 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會
據美國物理學家組織網6月9日報道,美國和德國科學家在最新一期《科學》雜誌上撰文指出,他們在實驗中發現並首次證明,一種名為“隧道控製”的(de)新(xin)機(ji)製(zhi)或(huo)許(xu)是(shi)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)中(zhong)新(xin)的(de)驅(qu)動(dong)力(li),它(ta)可(ke)讓(rang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)偏(pian)離(li)傳(chuan)統(tong)方(fang)向(xiang),獲(huo)得(de)新(xin)的(de)反(fan)應(ying)結(jie)果(guo)。新(xin)發(fa)現(xian)有(you)望(wang)改(gai)變(bian)科(ke)學(xue)家(jia)對(dui)從(cong)材(cai)料(liao)科(ke)學(xue)到(dao)生(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)領(ling)域(yu)所(suo)發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)的(de)理(li)解(jie),並(bing)設(she)計(ji)出(chu)新(xin)的(de)反(fan)應(ying)。
這種驅動力是無意間被發現的。科學家們本來是將分離出的化合物甲基羥基化烯烴(methylhydroxycarbene)在極低溫度下保存在固態氬氣中,然而,令人詫異的是,幾小時後,該化合物消失了。這促使美國佐治亞大學的理論化學教授衛斯理•艾倫團隊和德國吉森加斯特斯-李比希大學的皮特•施雷納團隊進行大規模、更高級的計算來解開這個謎團。
科ke學xue家jia們men認ren為wei,這zhe種zhong物wu質zhi會hui消xiao失shi的de原yuan因yin隻zhi有you一yi個ge,那na就jiu是shi發fa生sheng了le化hua學xue反fan應ying。但dan環huan繞rao在zai該gai化hua合he物wu周zhou圍wei的de隻zhi有you惰duo性xing氬ya氣qi原yuan子zi,極ji低di的de溫wen度du也ye無wu法fa提ti供gong所suo需xu的de熱re能neng,另ling外wai,得de到dao的de反fan應ying產chan物wu是shi乙yi醛quan——這是在科學家們構想的多種可能性中最不可能出現的一種。艾倫解釋道,發生這種變化的驅動力並不是傳統的驅動力——動力和熱力,而是所謂的量子力學隧道效應。
量子力學隧道效應在10年(nian)前(qian)就(jiu)被(bei)科(ke)學(xue)家(jia)們(men)在(zai)研(yan)究(jiu)放(fang)射(she)性(xing)時(shi)首(shou)次(ci)證(zheng)實(shi)。在(zai)經(jing)典(dian)力(li)學(xue)中(zhong),分(fen)子(zi)運(yun)動(dong)可(ke)以(yi)被(bei)理(li)解(jie)為(wei)粒(li)子(zi)在(zai)一(yi)個(ge)勢(shi)能(neng)麵(mian)上(shang)進(jin)行(xing)漫(man)遊(you),能(neng)量(liang)勢(shi)壘(lei)被(bei)看(kan)作(zuo)該(gai)勢(shi)能(neng)麵(mian)上(shang)的(de)“山口”,jianghuahewugelikailai。anjingdianlixue,dangdongnengxiaoyushileigaodushi,lizibukenengchuanguoshilei。danzailiangzilixuezhong,weiguanlizirengyouyidingdegailvyiyidingdesuduchuanguoshilei,zhezhongxianxiangbeichengweisuidaoxiaoying。
科(ke)學(xue)家(jia)之(zhi)前(qian)一(yi)直(zhi)認(ren)為(wei),在(zai)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)中(zhong),隧(sui)道(dao)為(wei)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)速(su)度(du)提(ti)供(gong)了(le)第(di)二(er)個(ge)校(xiao)正(zheng)因(yin)子(zi),不(bu)會(hui)提(ti)供(gong)支(zhi)配(pei)性(xing)的(de)驅(qu)動(dong)力(li)。而(er)最(zui)新(xin)實(shi)驗(yan)發(fa)現(xian),隧(sui)道(dao)控(kong)製(zhi)能(neng)對(dui)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)起(qi)支(zhi)配(pei)作(zuo)用(yong),改(gai)變(bian)經(jing)典(dian)力(li)學(xue)控(kong)製(zhi)下(xia)的(de)反(fan)應(ying)結(jie)果(guo),隧(sui)道(dao)效(xiao)應(ying)能(neng)導(dao)致(zhi)一(yi)個(ge)並(bing)沒(mei)有(you)最(zui)低(di)激(ji)活(huo)勢(shi)壘(lei)的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)出(chu)現(xian)。
艾倫表示,盡管該反應在極低溫度下進行,而且是在專門針對甲基羥基化烯烴的研究中發現這種“隧道控製”的,但其可能是一種普遍現象,尤其是在涉及氫轉移的反應時,並且,這種過程可能也不受極低溫度的限製。