«Раньше химикам только во снах снилась возможность наблюдать за такими реакциями в режиме реального времени. У нас есть возможность изучить более сложные реакции, в которых принимают участие самые разные катализаторы. Можно представить, какой потенциал таят в себе такие наблюдения», — заявил Андерс Нильссон (Anders Nilsson) из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Менло-Парк (США).

Нильссон и его коллеги смогли проследить за тем, как происходят химические реакции, воспользовавшись лазером LCLS. Это самый мощный в мире рентгеновский лазер, построенный на базе линейного ускорителя электронов. В августе 2012 часть модулей этого излучателя была обновлена, что значительно повысило его «точность» при получении изображений.

Физики приспособили LCLS для «видеосъемки» химических реакций, синхронизировав его импульсы с высокочастотным обычным лазером. В качестве эксперимента ученые попытались изучить то, как происходит окисление угарного газа (СО) на рутениевом катализаторе. Работа этого катализатора хорошо изучена, что позволило откалибровать оборудование и исправить погрешности в алгоритмах обработки снимков.

Нильссону и его коллегам удалось рассмотреть, как молекулы угарного газа присоединяются к рутению и реагируют с ним. Кроме того, ученые обнаружили и нечто новое — оказалось, что при облучении обычным лазером молекулы угарного газа отщепляются от рутения гораздо медленнее, чем считалось ранее. Молекулы СО словно «подвисают» над поверхностью рутения, застревая в промежуточном состоянии между свободным газом и химически связанным «хвостом». По словам физиков, подобные знания помогут оптимизировать работу катализаторов и найти новые способы ускорения реакций.