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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)單分子科學(xué)團(tuán)隊(duì)的董振超研究小組利用局域電場增強(qiáng)亞納米空間分辨的電致發(fā)光技術(shù)，在國際上首次實(shí)現(xiàn)分子間相干偶極耦合的成像觀察，即在單分子水平上對分子間能量傳遞特征成功“拍照”。《自然》雜志31日發(fā)表了這項(xiàng)成果，并在《新聞與觀點(diǎn)》欄目中以“耦合分子的特寫鏡頭”為題進(jìn)行特別報道。

分子間的能量傳遞是維系生命及其演化的重要方式，也是實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)、構(gòu)造分子功能材料的重要手段。從分子水平了解分子間能量轉(zhuǎn)移的形式和特征，對了解自然界中光合作用的高效捕光機(jī)制具有非常重要的意義。如果能夠在分子水平掌握分子能量傳遞的秘密，就有希望根據(jù)相關(guān)規(guī)律研制出高效率的人工光合系統(tǒng)。

人們通常認(rèn)為，分子間的能量傳遞像足球隊(duì)員傳球一樣，由接受能量的分子傳送給相鄰的另一個分子，然后依次傳遞下去。但最新的實(shí)驗(yàn)表明，一份能量的注入，可能會引起相鄰分子間有一定規(guī)律的聯(lián)動，或者說相鄰分子的偶極之間產(chǎn)生相干耦合。偶極是表征分子內(nèi)電荷空間分布的一個物理參量，偶極耦合是指分子間電磁力的相互作用。

研究發(fā)現(xiàn)，局域電子的激發(fā)能量瞬間傳遞到整個分子二聚體，構(gòu)成了一個量子糾纏體系，而且該體系不同能量狀態(tài)（即偶極耦合模式）的光子成像圖案具有特定的特征。通過對這些空間特征的分析，可以推導(dǎo)出分子二聚體中能量傳遞的相干特征。在此基礎(chǔ)上，董振超小組更深入地對多分子糾纏體系的能量激發(fā)狀態(tài)進(jìn)行研究，還設(shè)計(jì)出了實(shí)現(xiàn)更亮更純光源的方案。

《自然》雜志的審稿人評價，“這項(xiàng)工作開辟了研究分子間相互作用的新途徑”，“對于許多研究領(lǐng)域——從分子間相互作用的基礎(chǔ)研究到捕光體系和量子光學(xué)等實(shí)際應(yīng)用，都具有廣泛的影響和重要的意義。”

（來源：光明日報）