单个分子的光谱学

虽然光谱测量通常在无数分子上取平均值，但慕尼黑技术大学(TUM)的研究人员开发的一种新方法可提供有关各个分子与其环境相互作用的精确信息。例如，这将加速用于未来光伏技术的有效分子的识别。

由TUM化学家JürgenHauer教授领导的国际团队现已成功确定了单个分子的光谱特性。研究人员在一次测量中获得了研究分子在宽光谱范围内的吸收和发射光谱，以准确地确定分子如何与其环境相互作用，捕获和释放能量。

通常，这些类型的测量结果平均分布在数千甚至数百万个分子上，牺牲了重要的细节信息。“以前，可以常规获取发射光谱，但对单个分子的吸收测量非常昂贵，”Hauer解释道。“我们现在已经达到了可检测性的极限。”

设备紧凑，测量快速

这种新方法基于一种紧凑的，仅为DIN-A4尺寸的仪器，慕尼黑化学家与米兰理工大学的同事合作开发。

关键：它产生一个双激光脉冲，其间具有可控的延迟。第二脉冲以特定方式调制发射光谱，其反过来提供关于吸收光谱的信息。然后使用傅立叶变换评估该信息。

“主要的优势在于，我们可以毫不费力地将传统的测量装置转换为采集发射光谱的装置，用于测量发射和吸收光谱，”Hauer说。测量本身相对容易。“早上九点钟，我们将设备安装到哥本哈根大学的设备中，”Hauer说。“十一点半，我们已经获得了第一个有用的测量数据。”

在光合作用的轨道上

使用新的光谱学方法，化学家们现在希望研究单个分子，以了解金属有机化合物中的能量流和分子与水和其他溶剂接触时的物理效应等现象。

溶剂在单分子水平上的影响仍然知之甚少。化学家们还希望以时间分辨的方式显示能量流，以了解为什么能量在某些分子中比其他分子更快更有效地流动。“具体而言，我们对光合作用发生的生物系统中的能量转移感兴趣，”Hauer说。

目标：有机太阳能电池

研究人员将他们的观点投射到光收集复合物LH2上以供将来应用。“一旦我们了解了自然采光复合体，我们就可以开始考虑在光伏发电中部署人工系统，”Hauer说。这些发现可以成为未来光伏技术的基础。目标是开发一种新型有机太阳能电池。