带电分子兽是新化合物的基础
开发打破和重组化学键的新方法是基础化学研究的主要任务之一。“当带电分子中的键断裂时，结果通常是化学上的&luo;攻击性&ruo;碎片，我们称之为反应性碎片。使用现有的化学合成方法很难控制这些片段。您可以将它们视为未驯服的野兽，攻击其路径上的任何东西。在质谱仪中，有很多方法可以破坏某些键并产生碎片，”Warneke 博士在描述质谱仪中的过程时说道。据他介绍，这些“野兽”被保存在特殊的条件下，因为质谱仪内部是真空的。这意味着它们无法攻击任何东西，从而防止发生不受控制的化学反应。“如果我们随后提供某种分子，例如氮，通常不发生反应且不会结合，野兽就会对此感到满意，因为它别无选择，”他说。通过这种方式，很难结合的分子，例如氮，可以很容易地融入新物质中，”Warneke 继续说道。
过去，研究小组曾使用这种方法将反应片段引入非常不寻常的反应，例如与惰性气体的反应，惰性气体是所有化学元素中最难结合的。“在质谱仪中控制化学野兽的基本策略并不新鲜，”沃内克说。几十年来，它一直被用来分析反应片段的特性。然而，以这种方式发现的新化合物无法进一步使用。质谱仪可以显示它们内部发生的情况，但新物质的产生量很小，通常无法提取。当用于分析的信号生成时，它们通常会被简单地破坏。
这就是为什么研究人员在完成质谱仪实验时通常“知识渊博”但“两手空空”。“他们控制住了这头野兽。这正是他们所希望发生的，他们观察到了具有潜在迷人特性的新分子，然后它就消失了，”Warneke 在描述传统质谱仪中的化学实验时说道。这篇新出版物可能会从根本上改变人们对质谱仪中化学反应的看法。研究小组从侵蚀性碎片和惰性氮中产生了一种新物质，并用制备型质谱仪收集了足够数量的物质，以便可以用肉眼观察、处理和进一步实验。
在未来一段时间内，这种方法生产的物质数量仍将仅限于薄膜技术应用。然而，制备型质谱很快就会为这些应用开辟全新的可能性，例如在微芯片、太阳能电池或生物活性涂层的生产中。该初级研究小组现已在其项目中达到了一个重要的里程碑，该项目自 2020 年以来一直由大众汽车基金会的 Freigeist Fellowship 资助。
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