
【化】 matrix isolation
【化】 matrix
【医】 basal body; basal corpuscle
insulate; quarantine; close off; keep apart; segregate; insulation
【计】 buffering; shielding
【医】 detention; isolate; isolation; segregation; sequester; sequestration
基体隔离(matrix isolation)是一种用于稳定和研究活性化学物种的实验技术,其核心原理是将目标分子或自由基嵌入低温惰性气体(如氩、氖)形成的固态基质中,通过物理隔离限制分子运动与化学反应。该技术由美国化学家George C. Pimentel于1954年首创,现已成为光谱分析和反应机理研究的重要方法。
在操作层面,基体隔离技术包含三个关键步骤:①将活性物质与惰性气体按约1:1000比例混合;②在10-20K超低温环境下共同沉积于透明基底;③利用红外光谱、电子顺磁共振等检测手段进行表征。这种低温环境可使分子振动能级"冻结",从而获得高分辨率光谱数据。
该技术的突出优势体现在两个方面:第一,能捕获常规条件下难以观测的瞬态中间体,如卡宾、氮宾等活性物质;第二,为研究光化学反应路径提供可控环境,NASA曾运用此技术模拟星际介质中的化学反应过程。在材料科学领域,基体隔离法还被用于制备特殊功能材料,如稀土掺杂发光材料。
主要参考文献:
基体隔离(Matrix Isolation,简称MI)是一种用于稳定和研究高活性分子或自由基的实验室技术,常见于物理、化学领域,尤其在光谱分析中应用广泛。以下是详细解释:
定义与原理
基体隔离通过将目标分子(如不稳定物质或自由基)与大量惰性气体(如氩Ar、氙Xe、氮气N₂)在低温条件下(通常≤20K)共同凝聚,形成固态基质。惰性介质作为“隔离基体”,将活性分子分散并固定,防止其发生化学反应或聚集,从而保持其孤立状态。
技术特点
应用场景
优势与意义
通过基体隔离,科学家能够“捕获”常温下难以观测的高活性物种,为揭示化学反应动态和分子结构提供关键实验手段。例如,在低温基质中,某些自由基的寿命可从微秒级延长至数小时甚至更久,便于深入研究。
此技术自20世纪70年代发展至今,已成为光谱学和材料科学的重要工具。如需进一步了解具体实验装置或案例,可参考相关物理化学文献或专业教材。
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