美國科學家首次在分子層面上觀察并記錄了電極表面的電子轉(zhuǎn)移，這一成果有望對微電子學、電化學、生物學、信息存儲以及太陽能轉(zhuǎn)化等眾多領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。相關(guān)論文發(fā)表在德國的國際學術(shù)期刊《應用化學》上。
論文第一作者、美國坦普爾大學化學教授Eric Borguet表示，“從根本上而言，氧化還原反應中充斥著電子的轉(zhuǎn)移。然而，大部分的研究主要關(guān)注整個化學反應系統(tǒng)的電子流動，卻很少在單分子層面上研究電子的轉(zhuǎn)移?！?
在最新的研究中，Borguet和同事對有卟啉類化合物修飾的金屬電極表面進行了深入觀測。他們利用掃瞄隧道顯微鏡(STM)掃描了電極表面，并觀察到了電子從STM的金屬探頭通過卟啉分子，最終到達金屬電極表面的轉(zhuǎn)移路徑。
研究人員發(fā)現(xiàn)，卟啉分子的化學狀態(tài)影響著電子從金屬探頭轉(zhuǎn)移到電極的能力。Borguet說：“我們注意到，一些處于特定狀態(tài)的卟啉分子看起來十分昏暗，而另外一些則很明亮。進一步研究表明，當我們在陽極加上電壓，或者強行讓卟啉分子失去電子時，卟啉分子顏色就會變得昏暗。也就是說，我們發(fā)現(xiàn)了昏暗的被氧化分子與明亮的被還原分子的差異?！?
Borguet表示，研究人員已經(jīng)能夠區(qū)分并追蹤研究單個卟啉分子的氧化還原特性。他說，“現(xiàn)在，科學家終于可以提出這樣的問題，即分子氧化過程是一個一個進行的，或者成對進行的，還是整個區(qū)域一同進行的？一個分子的氧化會不會影響周圍分子的氧化可能性？哪些因素能夠促進氧化還原反應？”
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