Лазеры в химической лаборатории

Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) за тридцать лет, прошедншх со времени открытия Е. К. Завойского, превратился в один из основных пнструментов исследовапия строения вещества и кинетики различных химических процессов. Сейчас трудно найти физико-химическую лабораторию, которая не использовала бы в той или иной степени метод ЭПР. Области применения ЭПР крайне разнообразны. Здесь и исследование геометрии и конформации свободных радикалов и триплетных состояний молекул, и изучение координационного состояния парамагнитных ионов в твердых телах, и различные вопросы молекулярного движения в жидкостях и твердых телах, и проблемы электронной структуры молекул. Использование метода ЭПР открыло совершенно новые возможности в радиационно-химических исследованиях, поскольку парамагнитные состояния, в частности вободпые радикалы, являются промежуточными продуктами на одной из стадий радиационно-химического процесса. Нельзя не упомянуть ппхрокого применения метода ЭПР в биологии, в неорганической и органической химии, в гомогенном и гетерогенном пата лизе, в минералогических исследованиях и изучении материалов для твердотельных лазеров. Возможность следить за концентрацией парамагнитных частиц по интенсивности спектра ЭПР открыла новые перспективы в кинетических исследованиях, особенно в кинетике химических процессов в твердой фазе. [c.3]

Другие области химии также могут взять лазер на вооружение. Все более отчетливо вырисовьшается перспектива применения оптического квантового генератора для инициирования многих химических процессов, в частности диссоциации, синтеза и катализа, и для управления ими. Когда колебания лазерного луча приводятся в резонанс с частотой колебаний молекул, путем наращивания энергии колебаний можно добиться разрыва химической связи, ведущего к образованию химических активных осколков молекул. Поэтому в будущем химики смогут (сначала теоретически и частично в лаборатории) избирательно разрывать химические связи и затем целенаправленно строить новые молекулярные структуры. Для успешной реализации этих возможностей нужно, очевидно, иметь в распоряжении лазер с непрерывно меняющейся частотой или набор лазеров с различными частотами. [c.149]

С момента появления в химической лаборатории лазеров, наши возможности изучать то, что происходит с молекулой в возбужденном состоянии, резко возросли. Тщательно устанавливая длину волны света, т.е. цвет излучения, мы можем теперь генерировать строго определенные возбужденные состояния, а затем, используя очень короткие импульсы, измерять время, которое требуется для испускания света. Мы можем измерить радиационное время жизни даже при самых быстрых процессах флуоресценции. А измеряя длину волны излучаемого света, т.е. проводя спектральный анализ, мы можем выяснить, насколько быстро и в каком направлении энергия растекается по молекуле. Таким образом, мы начинаем составлять карты высокоэнергетических электронных состояний молекул и учимся понимать их природу. Следовательно, такие состояния можно использовать для создания новых путей реакций. [c.143]

В 1970 г. лазеры с перестраиваемой длиной волны на красителях представляли собой всего лишь редкую лабораторную игрушку. Но вначале 80-х годов каждая исследовательская химическая лаборатория уже имела один или несколько лазеров такого типа. Сейчас перестраиваемые лазеры могут работать в диапазоне длин волн от 4 мкм (40 ООО А) в ИК-области до 1600 А в УФ-области, вплоть до длин волн, для которых воздух становится непрозрачным (область, которую [c.209]

Хорошо знакомое читателям слово выделено намеренно. Вспомните в ИК-спектре, тоже несущем информацию о колебательном возбуждении молекул, интенсивностью полосы управляет изменение полярности (дипольного момента), а здесь — совсем другого параметра, порою ярко выраженного и у- совершенно не полярных молекул. Вот причина, по которой спектроскопия комбинационного рассеяния (КР), именуемая также Раман-спектроскопией, стала великолепным дополнением к инфракрасной. Рутинным, широко применяемым в химических лабораториях методом исследования ей суждено было стать не так давно — после появления лазеров. [c.128]

Несомненно, что в будущем технические возможности исследования спектров комбинационного рассеяния значительно возрастут. Например, исследование химических частиц, изолированных в твердых матрицах, методом спектроскопии КР все еще невозможно из-за слабой интенсивности рассеяния. Использование мощных лазеров в качестве источников возбуждения может решить эту проблему, и работа в этом направлении успешно осуществляется в настоящее время во многих лабораториях ). Применение лазерных источников стимулирует также и поляризационные исследования, что сильно облегчает интерпретацию спектров. Накопление экспериментальных данных приведет к лучшему пониманию различных эффектов и развитию теории, которая в конечном счете объясняет эксперимент. [c.404]

Развитие технологии стекла в этом отношении менее наглядно. И все же ведущую роль в науке о материалах играли технологи. Эта наука занимается разработкой новых материалов для удовлетворения специфических потребностей техники и устанавливает связь между свойствами материала, с одной стороны, и химическим составом и структурой — с другой. За последние 100 лет в этой области наблюдается неуклонный прогресс, особенно в таких отраслях промышленности, как производство оптических стекол и стекол, используемых в электротехнической промышленности. По мере появления новых отраслей техники, требующих применения стекла, ускоряется и развитие науки о стекле. В качестве примеров можно привести лазеры, инфракрасную оптику и оптические приборы, в которых используется и волокно. Получены также совершенно новые стеклообразные материалы, которые сейчас интенсивно исследуются во многих лабораториях мира — стеклокерамика (ситаллы), которой посвящена первая монография этой серии, полупроводниковые стекла и быстро растущая группа халькогенидных стекол. [c.7]

Кроме того, объекты химической кинетики могут быть поразительно красивыми. До сих пор вспоминаю впервые увиденную реакцию Белоусова—Жаботинского и возникновение красно-синих спиральных волн, и завораживающие хемилюминес-центные реакции в лаборатории чл.-корр. РАН В. П. Казакова в Уфимском научном центре. Мне довелось заниматься моделями лазерной термохимии (области химической кинетики, связанной с термическим воздействием лазеров небольшой мощности на поверхности окисляющихся материалов) в Институте общей физики РАН с сотрудниками академика Ф. В. Бункина и чл.-корр. РАН Н. В. Карлова. Трудно оторвать взгляд от раскаленного пятнышка, бегающего по сложной траектории вокруг того места, куда светит лазер постоянной мощности. [c.317]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология