hrvatski

Primjena ultrabrze spektroskopije u proučavanju molekularnog prijenosa energije

Razumijevanje procesa relaksacije i prijenosa energije u kompleksnim molekulskim sustavima nezamislivo je bez spektroskopske analize na ultrakratkoj (femtosekundnoj) vremenskoj skali. Najraširenija i najjednostavnija tehnika tranzijentne apsorpcije daje vremensku ovisnost apsorpcije molekule nakon pobuđenja u obliku dvodimenzionalne matrice koja se zatim može analizirati metodom globalne analize gdje se testiraju razni kinetički modeli relaksacije sa ciljem dobivanja najboljeg slaganja sa eksperimentom. Ovakav pristup očigledno se oslanja na određeni model, no postoje i alternativne analitičke metode koje koriste princip multivarijacijske analize i ne zahtijevaju upotrebu modela. Na nekoliko primjera pokazati ću primjenu ovih metoda. All-trans beta karoten važan je pigment koji sudjeluje u procesu fotosinteze a čija eletronska struktura još nije do kraja razrješena. Najveće debate I dalje se vode oko kontroverznog S* tamnog stanja smještenog između dobro poznatog prvog i drugog singletnog pobuđenog stanja beta karotena. Multivarijacijska analiza tranzijentne apsorpcije ukazuje na vjerojatnost postojanja tamnog stanja kao novog elektronskog stanja. Na jednom drugom primjeru kromofore s razgranatom strukturom (heksamer) rezultati globalne analize tranzijentne apsorpcije i mjerenja tranzijentne anizotropije omogućila su detaljan uvid u kompleksni relaksacijski mehanizam ove molekule. Struktura heksamera vrlo je slična strukturi dobro poznatog pigmenta alokocijanina (APC). Inicijalno pobuđena delokalizirana ekscitonska stanja nastala zbog snažnog vezanja dipolnih momenata prijelaza dviju kromofora unutar svake od tri grane heksamera lokaliziraju se u jednoj od grana. Slijedi relaksacija u dugoživuće ekscimersko stanje koje se formira u grani sa najnižom energijom. Utjecaj ekscitonskih i ekscimerskih stanja na dinamiku i mehanizam prijenosa energije u ovom sustavu važan je za primjenu u razvoju novih ekasnijih solarnih ćelija. U zadnjem primjeru razmatrana je relaksacija metalnih nanoklastera sačinjenih od atoma zlata. Nanoklasteri sačinjeni su od dovoljno malog broja atoma (nekoliko desetaka) da njihovi optički spektri pokazuju svojstva molekularnih spektara. U pobuđenom nanoklasteru najčešće dolazi do intramolekularnog prijenosa naboja između liganada zaštitne ovojnice i jezgre koju čine atomi metala. Mjerenjem tranzijentne apsorpcije u otapalima različite polarnosti otkriveno je da polarnost otapala bitno mijenja dinamiku relaksacije odnosno proces prijenosa naboja. Također su uočene oscilacije u kinetičkim prolima tranzijentnih spektara nastale zbog elekron-fonon vezanja. Period ovih oscilacija također je pokazao ovisnost o polarnosti otapala čime su dobivene nove važne informacije o relaksacijskom mehanizmu ovih zanimljivih sustava

ultrabrza spektroskopija; molekularni prijenos energije

nije evidentirano