中國科學家實現化學反應立體動力學精準調控

如何精準調控化學反應是化學科學研究的核心目標之一。中國科學院大連化學物理研究所楊學明院士、肖春雷研究員實驗團隊聯合張東輝院士、張兆軍副研究員理論團隊通過控制分子化學鍵方向，實現了化學反應的立體動力學精準調控。相關成果1月13日以長文的形式發表於《科學》雜誌。

研究人員在控制氫分子化學鍵取向的激光器前工作。圖片來源：中科院大連化物所

氫分子是最簡單的分子，在與另一分子相互接近的過程中，不容易發生取向變化。因此，氫分子參與的基元化學反應是研究立體動力學效應的理想模型。但長期以來，人們難以在實驗上製備足夠數量的具有特定取向的氫分子，因此無法研究相關反應中的立體動力學現象。

針對這個挑戰，楊學明、肖春雷實驗團隊研製了高能量、單縱模納秒脈衝光參量振盪放大器，實現了對氫分子化學鍵取向的控制。

同時，爲了理解其中的動力學過程，張東輝、張兆軍理論團隊開展了非絕熱量子動力學模擬，精確重現了實驗所觀測到的現象，並詳細分析了該反應中存在的立體動力學效應，揭示了量子干涉現象在垂直碰撞構型反應中發揮了重要的作用。

“之前的化學反應研究可能像‘抽盲盒’，它是由本來的量子屬性決定好的，科研人員不能隨便控制，我們只能有一定的概率抽取到想要的結果。”張東輝說，“但現在我們可以通過精確的控制，激發特定化學鍵並控制它的方向，直接得到自己想要的結果。”

審稿人對於該工作給予了高度評價，認爲它是反應動力學領域裏程碑式的突破。