Muon spin fırlanma (µSR) spektroskopiyası materialların atom səviyyəsində davranışını öyrənməyə kömək edən güclü bir texnikadır. Bu, müonların istifadəsini nəzərdə tutur – protonlara bənzər, lakin daha yüngül kütləyə malik atomaltı hissəciklər. Materiala daxil edildikdə, müonlar yerli maqnit sahələri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və materialın strukturu və dinamikası, xüsusən də radikallar kimi yüksək reaktiv növlər üçün unikal anlayışlar təmin edir.

Yeni araşdırmada Yaponiyanın Tokio Elm İnstitutunun Materiallar və Kimya Texnologiyaları Məktəbindən dosent Şigekazu İtonun rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar qrupu peri-triflorometilləşdirilmiş 12-fosfatetrafenin regioselektiv muonasiyasını araşdırmaq üçün µSR spektroskopiyasından istifadə edib. birləşmə bir fosfor analoqudur (ümumi kimyəvi maddənin bir variantı struktur).

^{µSR spektroskopiyası prosesi ilkin olaraq müsbət yüklü muon (µ +} ) elektronu (e ^– ) tutduqda əmələ gələn muoniumun (Mu) əmələ gəlməsini nəzərdə tutur . Bu proses muoniumun (Mu = [µ ⁺ e ^– ]) fosfor tərkibli birləşmə ilə reaksiyası kimi davam edir və nəticədə fosfor yerində muonlaşmış radikal əmələ gəlir.

Bu regioselektiv əlavə, poliaromatik karbohidrogenlərin əsas xüsusiyyəti olan strukturdakı fosfor atomunun yüksək reaktivliyi ilə idarə olunur. Onların tapıntıları 7 yanvar 2025-ci ildə Scientific Reports jurnalında onlayn olaraq dərc edilib .

Tədqiqat müəyyən etdi ki, muon yalnız fosfor atomu ilə reaksiya verir, fosfor yerində sabit, lakin yüksək reaktiv muonlaşdırılmış radikal əmələ gətirir və bu, molekulun yüksək reaktivliyini vurğulayır. Tədqiqatçılar bu qarşılıqlı əlaqəni eninə sahəli µSR (TF-µSR) spektroskopiyasından istifadə edərək ətraflı şəkildə müşahidə etdilər ki, bu da onlara radikalı əhatə edən maqnit mühitini birbaşa tədqiq etməyə imkan verdi. TF-µSR ölçmələri göstərdi ki, hətta aşağı konsentrasiyalarda (tetrahidrofuranda 0,060 M) muonasiya reaksiyası səmərəli şəkildə baş verib və aşkar edilə bilən siqnallar yaradır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738312149&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-muon-rotation-spectroscopy-uncovers-unique.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTYwIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiXV0sMF0.&dt=1738312148934&bpp=1&bdt=226&idt=143&shv=r20250129&mjsv=m202501270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738311914%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738311914%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738311914%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7974189166893&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2075&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95348683%2C95349948%2C31090148%2C95333412%2C95350442%2C31090016%2C95347432&oid=2&pvsid=1653411788557741&tmod=2122221295&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=147

“µSR spektroskopiyasından istifadə etməklə, biz bu strukturdakı fosforun reaktiv təbiətinin birbaşa sübutunu təmin edərək, regioselektiv muonasiya prosesini ətraflı müşahidə edə bildik” deyə İto izah edir. “Bu radikalı aşağı konsentrasiyalarda öyrənmək bacarığı müxtəlif molekulyar sistemlərdə reaktiv növlərin tədqiqi üçün yeni imkanlar açır.”

Tədqiqatçılar muonatlanmış radikalın strukturunu və sabitliyini öyrənmək üçün sıxlıq funksional nəzəriyyəsindən (DFT) istifadə etdilər. DFT-dən əldə edilən hiper incə parametrlər A _μ və A _31P , onun elektron strukturu və sabitləşməsi haqqında əsas anlayışları təmin etdi. Bu hesablamalar 12-fosfatetrafen 1-in (muonlaşdırılmış radikal) strukturunun mümkün olan ən aşağı (sıfır nöqtəsi) enerjinin qatqısına görə düz, π-delokalizasiya olunmuş formada sabitləşdiyini irəli sürdü. Bu sabitləşmə termodinamik cəhətdən əlverişli yəhər tipli tetrasiklik skeletin əmələ gəlməsinin qarşısını alır.

Tədqiqatın digər mühüm müşahidəsi A _µ və A _31P temperaturdan asılılıqları idi . Temperatur artdıqca həm A _µ , həm də A _31P parametrləri azaldı və bu, muonlaşmış radikalın struktur sabitləşməsini göstərir. Bu tapıntılar muonlaşmış radikalın dinamikası və onun struktur xarakteristikası haqqında əlavə məlumat verən µSR və muon (qaçınılan) səviyyəni kəsən rezonans təcrübələri ilə dəstəkləndi.

“Bu araşdırma, radikal davranış və sabitləşmə ilə bağlı gələcək tədqiqatlara təsir göstərə biləcək muonatlanmış radikalın dinamikası və struktur dəyişiklikləri haqqında dəyərli fikirlər təqdim edir” dedi İto.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Molekulyar çərçivədə gərginliyin həlli sabitliyi və reaktivliyi artırır, materialı elektron spin funksional materiallar və nuklein turşusunun tənzimlənməsi kimi praktik tətbiqlər üçün optimallaşdırır. Bu təkmilləşdirmə etibarlılığı artırır, qabaqcıl texnologiyalar və terapevtik istifadələr üçün yeni imkanlar açır.

Peri-triflorometilləşdirilmiş 12-fosfatetrafen 1-in regioselektiv muonasiyası, müvafiq olaraq, nuklein turşuları üçün elektron spin funksional materialları və tənzimləyici maddələr yaratmaqla materialşünaslıq və biologiya sahələrində təsir göstərəcəyi gözlənilir. Ümumilikdə, bu tədqiqat fosfor tərkibli radikalların anlaşılmasını təkmilləşdirir və atom səviyyəsində reaktiv növlərin tədqiqində µSR spektroskopiyasının çox yönlülüyünü vurğulayır.

Daha çox məlumat: Shigekazu Ito et al, Son dərəcə səmərəli radikal tutma xüsusiyyətləri olan 12-fosfatetrafenin Muon spektroskopiyası, Elmi Hesabatlar (2025). DOI: 10.1038/s41598-024-84611-w

Jurnal məlumatı: Elmi Hesabatlar 

Tokio Elm İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir