在黑色素相互作用上閃耀一絲光芒

在一個(gè)全新的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)旨在揭示允許黑色素保護(hù)皮膚免受有害紫外線輻射的微觀機(jī)制。

沙特國(guó)王大學(xué)(KSU)的阿秒科學(xué)實(shí)驗(yàn)室(ASL)將成為阿拉伯世界第一個(gè)使用尖端阿秒激光技術(shù)生成超短脈沖光的技術(shù)，僅持續(xù)十億分之一十億分之一秒，可以捕獲原子內(nèi)其他不可見(jiàn)電子的圖像。

研究人員將首先發(fā)射模擬日照的飛秒激光脈沖，然后再發(fā)射另一個(gè)探測(cè)阿秒脈沖，以跟蹤第一次光線對(duì)系統(tǒng)的影響。然后光譜系統(tǒng)將捕獲光與物質(zhì)的相互作用并進(jìn)行分析。

首席研究員Adil Haseeb希望更好地了解黑色素在不同物理狀態(tài)下的電導(dǎo)率和光電導(dǎo)率響應(yīng)：固體，糊狀物和液體。

“更具體地說(shuō)，這種分子如何防止紫外光子破壞鍵并改變分子結(jié)構(gòu)，從而起作用?”共同研究員Ferenc Krausz說(shuō)。“黑色素分子中的電子必須在這些機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

他希望觀察分子內(nèi)發(fā)生的事情會(huì)回答這些問(wèn)題。

“黑色素是一種眾所周知的有機(jī)導(dǎo)體，其電荷攜帶電子和質(zhì)子，”Haseeb說(shuō)。“我們希望找到哪種載體類型在加濕水平上占主導(dǎo)地位，并檢查不同pH值和金屬負(fù)載下這些不同狀態(tài)下的光電導(dǎo)率。”

“由飛秒激光器和瞬時(shí)激光器產(chǎn)生的短紫外脈沖應(yīng)該有助于我們解開(kāi)這些神秘的非破壞性黑色素高能光子相互作用的一些細(xì)節(jié)，并且它可能提出了使用有機(jī)材料防止核輻射的方法，” Haseeb。

短紫外脈沖應(yīng)該有助于我們解開(kāi)這些神秘的非破壞性黑色素高能光子相互作用的一些細(xì)節(jié)。

最先進(jìn)的阿秒光束線可產(chǎn)生強(qiáng)烈的激光脈沖和良好控制的波形，僅包括幾個(gè)波周期?？藙谒菇忉屨f(shuō)，這些脈沖集中在真空室內(nèi)的氖氣射流中。

“這些脈沖的強(qiáng)電場(chǎng)將原子中最弱結(jié)合的電子分離，將其從核中拉出，并在接下來(lái)的半個(gè)周期中將其推回原子核附近，”他說(shuō)。

該裝置可以與超快相機(jī)進(jìn)行比較，能夠以阿秒分辨率快速拍攝原子系統(tǒng)中電子運(yùn)動(dòng)的快照。

Haseeb說(shuō)，過(guò)去，KSU的研究團(tuán)隊(duì)使用標(biāo)準(zhǔn)研究設(shè)備，但新實(shí)驗(yàn)室將為當(dāng)?shù)匮芯咳藛T提供進(jìn)行原創(chuàng)和新穎研究的機(jī)會(huì)。

來(lái)自加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究員Stephen R. Leone沒(méi)有參與這項(xiàng)研究，他說(shuō)：“使用attoseceond測(cè)量來(lái)理解電子動(dòng)力學(xué)有望解決半導(dǎo)體中的問(wèn)題以及強(qiáng)相關(guān)材料以及分子中的電荷遷移。 ”

來(lái)自意大利國(guó)家研究委員會(huì)CNR-IFN的獨(dú)立研究員Francesca Calegari自2006年以來(lái)一直在阿秒領(lǐng)域工作，他說(shuō)阿秒激光源在原子和分子物理學(xué)，凝聚態(tài)物理科學(xué)和化學(xué)等許多領(lǐng)域都具有吸引力。

“在光化學(xué)和光生物學(xué)領(lǐng)域，真正的突破將是了解電子動(dòng)力學(xué)在生物分子與高能光子相互作用引發(fā)的光化學(xué)過(guò)程中的作用，”她補(bǔ)充道。“它將為充分了解DNA損傷和光保護(hù)等基本過(guò)程開(kāi)辟新的重要視角。”

ASL團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃利用實(shí)驗(yàn)室對(duì)黑色素進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試，收集其在輻射屏蔽及其磁性方面的作用，并研究化學(xué)反應(yīng)的基本過(guò)程。

“還有其他超快激光實(shí)驗(yàn)室在飛秒體系中工作，但這是唯一能夠探索這種快速過(guò)程的實(shí)驗(yàn)室 - 比王國(guó)目前探索的快1000倍，”聯(lián)合研究員Matthias Kling說(shuō)。。

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