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          李闖創課題組完成高難度明星分子Vinigrol的最短全合成 近日,我?;瘜W系教授李闖創課題組在國際頂尖化學期刊《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society,簡稱JACS)發表論文,報道了明星天然產物Vinigrol的高效不對稱全合成。
          權澤衛課題組在《先進材料》發表重要研究進展 近日,南科大化學系教授權澤衛課題組在新型納米金屬間化合物領域取得最新進展,該成果發表在材料領域頂級期刊《先進材料》(Advanced Materials,IF:25.806)。
          化學系徐晶課題組在《美國化學會志》發表成重要進展 近日,徐晶課題組再次在復雜籠狀天然產物全合成領域取得重要進展,在《美國化學會志》發表重要研究論文,報道復雜籠狀虎皮楠生物堿Caldaphnidine O的國際首次全合成。
          化學系徐晶課題組在《美國化學會志》發表成果 近日,我?;瘜W系副教授徐晶課題組成功地完成了復雜虎皮楠生物堿Dapholdhamine B及其內酯衍生物的對映選擇性全合成工作,相關研究成果在《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)上發表。
          化學系劉心元課題組在自由基不對稱化學領域取得重要研究進展 近日,我?;瘜W系教授劉心元課題組在不對稱碳–碳鍵偶聯領域取得了重要研究進展。研究成果近期在《自然化學》(Nature Chemistry,IF:23.193)在線發表。
          化學系黃文忠課題組在《美國化學會志》發表最新研究成果 近日,我?;瘜W系副教授黃文忠課題組成功合成了一系列高發光強度的銠(III)配合物,并首次將其應用于有機電致發光二極管,取得重要研究進展。該成果在國際頂尖化學期刊《美國化學會志》
          化學系優秀畢業生
          優秀畢業生

          2020-05-09     科研新聞


          我系楊學明院士團隊應邀在Science發表評述文章“趨近絕對零度的量子共振”

          5月8日,南方科技大學理學院院長、化學系講席教授、中國科學院院士楊學明和化學系助理教授楊天罡應邀在《科學》雜志(Science)發表評述文章“Quantum resonances near absolute zero”,討論趨近絕對零度的原子與分子碰撞過程中量子散射共振研究的進展。楊天罡為文章第一作者,楊學明為文章通訊作者,南科大為第一通訊單位。  

          原子與分子的碰撞傳能以及化學反應過程受量子力學的規則控制。理解量子效應在原子與分子碰撞中的作用是理解能量傳遞以及化學反應過程的根本。而量子效應在低溫下能夠更好保存,因此低溫條件對碰撞結果的影響會更加顯著。量子散射共振給實驗提供了一種觀測碰撞過程中量子效應的方法,但由于其壽命很短,實驗觀測的挑戰巨大。

          評述文章詳細介紹了同期《科學》雜志發表的關于極低溫量子散射共振的研究工作。通過利用斯塔克減速技術產生的NO(j=1/2f) 束源和冷He束源結合高分辨的速度成像技術,荷蘭科學家實現了碰撞能0.3 ~ 12.3 K下NO+He體系的高分辨非彈性散射動力學研究,并觀測到了多個共振現象。更有意思的是,這個實驗結果只能用CCSDT(Q)下發展的一個最新的精確勢能面上的計算來描述,也表明了在此非彈性散射系統中,實驗中觀測到的量子散射共振圖像可以精確測試量子計算結果,幫助理解量子效應在原子分子碰撞能量傳遞中的作用。

          評述文章還介紹了一個趨近絕對零度量子散射共振在化學反應中發揮重要作用的例子。F+H2→HF+H 反應是星際化學中產生HF分子的重要過程。但是F+H2反應具有1.8 kcal/mol高度的勢壘(629 cm-1),經典模型下在接近絕對零度時這個反應幾率是完全可以忽略的。2019年,大連化物所研究團隊通過利用H原子里德堡態標示時間飛渡譜技術,觀測到了反應溫度低至14 K(9.8 cm-1)時此反應仍然發生的證據,同時觀測到了約 40 cm-1碰撞能的一個反應共振峰。進一步理論分析表明,F+H2在低溫時的反應性,是通過反應共振態所增強的隧穿效應而產生的,而不是通常簡單的隧穿效應,這也是在接近絕對零度下此反應仍然可以發生的原因。如果將共振態所導致的共振增強效應移除,F+H2(v=0,j=0)在10K溫度以下的反應速率常數,會降低三個數量級以上。

          圖1.  F+H2→HF+H反應過程中超冷化學反應共振的物理圖像

           

          文章最后指出,趨近絕對零度量子共振的研究進展得益于新的分子束方法以及新的探測技術的發展,精確的理論和實驗之間的互動推動這一領域的發展。量子散射共振研究有助于更加深刻理解氣相碰撞中的傳能以及反應過程,對于理解復雜體系如星際化學,大氣以及燃燒等過程也具有重要意義。

          楊學明主要從事氣相及表面化學動力學研究,發表300余篇論文,其中Science 12篇,Nature 1篇,研究成果兩次入選中國十大科技進展新聞?,F任國家自然科學基金委化學部主任,中國化學會第三十屆理事會副理事長,美國科學促進會Science Advances副主編、美國化學會Journal of Physical Chemistry A/B/C高級編輯、Chinese Journal of Chemical Physics主編,以及Chemical Society Reviews等雜志的編委。

          楊天罡研究方向為基元化學反應的微觀機理、冷分子反應動力學、量子調控與精密測量。從事研究工作以來,緊密圍繞反應共振態在化學反應中的作用、量子隧穿效應在低溫星際化學中的應用以及低溫離子分子反應動力學開展系列工作,相關成果多次在Science、Nat. Chem.、J. Phys. Chem. Lett. 等國際權威期刊上發表。

           

          原文鏈接:https://science.sciencemag.org/content/368/6491/582

          楊學明個人主頁:http://faculty.sustech.edu.cn/yangxm/

          楊天罡個人主頁:http://faculty.sustech.edu.cn/yangtg/

          參考文獻:

          https://science.sciencemag.org/content/368/6491/626

          https://www.nature.com/articles/s41557-019-0280-3


          來源:南方科技大學新聞網

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